JPH0691486A - 数値制御工作機械の補間送り精度測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加減速による測定値のずれや、サンプリング
開始時のタイミングのずれやばらつきのない測定結果を
得ることができ、上記のような測定値のずれやばらつき
がなく、より正確な測定結果を得ることができる数値制
御工作機械の補間送り精度測定方法及び装置を提供。 【構成】 数値制御工作機械１１に取り付けられ、補間
送り精度測定装置１９は基準位置１８からの距離ｒ即ち
バーの半径方向の変位を検出するリニアスケール８と、
バーの第２回転軸２を中心とする回転角度θの信号と、
を検出し、この距離ｒ及び回転角度θの極座標系データ
は、 24bitカウンタ１３を介し処理用計算機１４に取り
込み、演算を行って理想曲線と比較することにより偏差
を求め、求めた偏差を円弧補間の運動誤差軌跡として出
力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は数値制御工作機械にに関
し、特に数値制御工作機械において複雑な２次元輪郭形
状加工時の運動経路を、予め機上で評価し、理想的な形
状との誤差である補間送り精度を測定するための数値制
御工作機械の補間送り精度測定方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、数値制御工作機械の補間送り精度
の測定方法として下記の方法が提案されていた。 1)一次元プローブによる方法として、図５に示すよう
に、主軸に取り付けたテストバーとテーブルに固定した
基準軸との間の相対的な距離変化を、変位計で測定する
方法、 2)特開昭59─79110 号公報で開示する、標準を数値制御
工作機械のテーブル上に取り付けて、Ｘ−Ｙ２次元方向
センサを使用して測定する方法、及び 3)特開昭62─79947 号公報で開示する動的ボールバーに
よる方法として、図６に示すように両端に鋼球を接着し
た伸縮自在のバーと鋼球を指示するために永久磁石を内
蔵したソケットから構成され、バーに内蔵された変位計
で二つの鋼球間の相対距離変化を検出する方法、等がそ
れらである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記2)
の場合には、直線又は円形ならば加工精度を予め測定評
価できるが、複雑な形状のものは測定評価できないとい
うこと、及び標準と測定子との間の接触圧を一定に出来
ないので、データの飛び即ち測定値のずれやばらつきが
がでる等という課題もあった。又上記1)及び3)の場合に
は、いずれも円弧補間送りを行った場合の半径方向の変
位を検出し、その変位データを回転半径と送り速度から
算出した角度データに対応させて運動誤差軌跡を極座標
表示し円弧補間送り精度を評価した。又、サンプリング
の開始は手動スイッチや近接スイッチの信号によって行
っていた。

【０００４】このような従来上記1)及び3)のの技術では a)送りの開始時や停止時には加減速が行われるため送り
速度の指令値を一定とした算出を行った場合、実際の機
械の動きとずれが生ずる。こと、b)手動スイッチによっ
てサンプリングを開始する場合、タイミングのずれやば
らつきが発生すること、そして、c)近接スイッチの信号
によってサンプリングを開始する場合、近接スイッチに
は検出領域があるためその領域の分、タイミングのずれ
が発生すること、から、実際の動きと測定値にずれが発
生し正確な測定結果が得られないという課題があった。
本発明の課題は、加減速による測定値のずれや、サンプ
リング開始時のタイミングのずれやばらつきのない測定
結果を得ることができ、上記のような測定値のずれやば
らつきがなく、より正確な測定結果を得ることができる
数値制御工作機械の補間送り精度測定方法及び装置を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、数値
制御工作機械の主軸中心に第１回転軸を取り付けかつ前
記数値制御工作機械のテーブル上の任意の１点に第２回
転軸を配置し、バーの一端を前記第２回転軸に固定し他
端を前記第１回転軸を結ぶ軸方向のみに伸縮可能に前記
第１回転軸に取り付け、さらに前記バーにバーの半径方
向の変位を検出するリニアスケールそして前記第２回転
軸に前記バーの前記第２回転軸を中心とする回転角度を
検出する角度検出器を、それぞれ取り付け、前記テーブ
ル上の任意の１点に配置した前記第２回転軸中心が前記
加工プログラムに従ってえがくツールパスを測定し、前
記リニアスケールが検出する半径方向の変位の検出デー
タｒ及び前記角度検出器が検出する角度データθとを同
時に処理用計算機に入力し、予め定めた時間間隔で直
線、円周又は円弧方向に該角度データθ毎に正確に分割
された該変位の検出データｒを得、これと、予め入力さ
れたツールパス理想曲線との偏差を求めることを特徴と
する数値制御工作機械の補間送り精度測定方法及び装置
を提供することによって上述した従来技術の課題を解決
した。

【０００６】

【実施例】以下添付した図１乃至図４に基づきこの発明
を詳細に説明する。図１は本発明の一実施例数値制御工
作機械の補間送り精度測定装置を示すブロック図、図２
は図１の測定装置の構成を示す一部を切り欠いた斜視
図、図３は本発明の一実施例数値制御工作機械の補間送
り精度測定方法を示す概略フローチャート、図４は本発
明の一実施例数値制御工作機械の補間送り精度測定方法
を使用して得られた円周補間の運動誤差軌跡をピリント
アウトした画像を示す。図２に示す本発明の一実施例数
値制御工作機械の補間送り精度測定装置１９は、数値制
御工作機械１１の主軸側の、主軸１５中心１６に第１回
転軸１を精密軸受３でサポートして取り付け、数値制御
工作機械１１のテーブル１７上の任意の１点１８に第２
回転軸２をサポートしている精密軸受４のケース６を介
して配置する。

【０００７】そしてバー７の一端を第２回転軸２に固定
し他端を第１回転軸１を結ぶ軸方向のみに伸縮可能に第
１回転軸１に精密軸受３のケース５を介して取り付け
る。実施例では、第１回転軸１のケース５とバー７の一
端との連結は、バー７の溝２１に図示しない第１回転軸
１下部シャフトを差し込み、第１回転軸１は半径方向に
自由に移動可能にされているが、代替的に他の構成であ
ってもよい。さらにバー７にリニアスケール８及びその
検出ヘッド９を、第２回転軸２に角度検出器であるロー
タリエンコーダ１０をそれぞれ取り付けることにより、
主軸１５中心１６とテーブル１７上の任意の一点１８に
配置した前記第２回転軸中心との相対位置を検出するこ
とができる補間送り精度測定装置１９を構成する。

【０００８】上記の補間送り精度測定装置１９は図１に
示すように、数値制御工作機械１１に取り付けられ、補
間送り精度測定装置１９は基準位置１８からの距離ｒ即
ちバーの半径方向の変位を検出するリニアスケール８
と、バーの第２回転軸２を中心とする回転角度θの信号
と、を検出し、この距離ｒ及び回転角度θの極座標系デ
ータは、 24bitカウンタ１３を介し処理用計算機１４に
取り込み、演算を行って理想曲線と比較することにより
偏差を求め、求めた偏差を円弧補間の運動誤差軌跡とし
てコンピュータ画面及びプリンタに出力される。

【０００９】次に本発明の一実施例数値制御工作機械の
補間送り精度測定方法につき図３に示す概略フローチャ
ートを参照して説明する。上記の補間送り精度測定装置
１９を数値制御工作機械１１に取り付け、直線、円周又
は円弧補間での形状作成に設定し、加工しようとする輪
郭形状を細かい直線・円弧補間で分割した工具経路加工
プログラムを作成し、この加工プログラムが実行され
る。加工プログラムの実行によりテーブル１７上の任意
の一点１８に配置した第２回転軸２中心がたどるツール
パスが補間送り精度測定装置１９のリニアスケール８と
ロータリエンコーダ１０によって測定される。リニアス
ケール８が検出する半径方向の変位量距離ｒは、ブロッ
ク２３で、アンプを通してブロック２４で処理用計算機
１４に入力されアナログ電圧に変換される。又、ロータ
リエンコーダ１０によって検出された角度データθも、
同時にブロック２４で、処理用計算機１４に入力され入
力アナログ電圧に変換される。

【００１０】次にブロック２５で、半径方向の変位の検
出データｒ及び角度データθを処理用計算機１４で予め
定めた時間間隔で該角度データθ毎に該変位の検出デー
タｒを対応させて取り出し、直線、円周又は円弧方向に
該角度データθ毎に正確に分割された該変位の検出デー
タｒを得たうえ、予め入力されたツールパス理想曲線と
の偏差を求める。そしてブロック２６で、求めた偏差を
円弧補間の運動誤差軌跡としてコンピュータ画面及びプ
リンタに出力される。図４は本補間送り精度測定装置に
よって円弧補間精度を測定し、出力した例を示す。図４
の図形は、加減速による測定値のずれや、サンプリング
開始時のタイミングのずれやばらつきのない測定結果を
示すものとなった。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば従来の補間送り精度を測
定する測定装置に対して、半径方向の変位データを検出
する変位計だけでなく角度データを検出するための検出
器も内蔵し、予め定めた時間間隔で該角度データθ毎に
該変位の検出データｒを対応させて取り出し、直線、円
周又は円弧方向に該角度データθ毎に正確に分割された
該変位の検出データｒを得たうえ、予め入力されたツー
ルパス理想曲線との偏差を求めるいるので、測定条件か
ら算出した見かけの角度データではなく検出された角度
データに変位データを対応させることができるものとな
った。そのため、加減速による測定値のずれや、サンプ
リング開始時のタイミングのずれやばらつきのない測定
結果を得る、測定値のずれやばらつきがないより正確な
測定結果を得ることができる数値制御工作機械の補間送
り精度測定方法及び装置を提供するものとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例数値制御工作機械の補間送り
精度測定装置を示すブロック図。

【図２】図１の補間送り精度測定装置の構成を示す一部
を切り欠いた斜視図。

【図３】本発明の一実施例数値制御工作機械の補間送り
精度測定方法を示す概略フローチャート。

【図４】本発明の一実施例数値制御工作機械の補間送り
精度測定方法を使用して得られた円周補間の運動誤差軌
跡をプリントアウトした画像を示す。

【図５】従来の数値制御工作機械の補間送り精度測定装
置を示すブロック図。

【図６】図５とは別の従来の同補間送り精度測定装置を
示すブロック図。

【符号の説明】

１．．第１回転軸 ２．．第２回転軸 ３、４．．精密軸受 ７．．バー ８．．リニアスケール １０．．ロータリエンコーダ（角度検出器） １１．．数値制御工作機械 １５．．主軸 １６．．主軸中心 １７．．テーブル １８．．テーブル上の任意の１点 １９．．補間送り精度測定装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ精密軸受でサポートして数値制
   御工作機械の主軸中心に第１回転軸を取り付けかつ前記
   数値制御工作機械のテーブル上の任意の１点に第２回転
   軸を配置し、バーの一端を前記第２回転軸に固定し他端
   を前記第１回転軸を結ぶ軸方向のみに伸縮可能に前記第
   １回転軸に取り付け、さらに前記バーにバーの半径方向
   の変位を検出するリニアスケールそして前記第２回転軸
   に前記バーの前記第２回転軸を中心とする回転角度を検
   出する角度検出器を、それぞれ取り付けることにより、
   前記主軸中心と前記テーブル上の任意の一点に配置した
   前記第２回転軸中心との相対位置を検出することができ
   ることを特徴とする数値制御工作機械の補間送り精度測
   定装置。
2. 【請求項２】ａ） 数値制御工作機械の主軸中心に第１
   回転軸を取り付けかつ前記数値制御工作機械のテーブル
   上の任意の１点に第２回転軸を配置し、バーの一端を前
   記第２回転軸に固定し他端を前記第１回転軸を結ぶ軸方
   向のみに伸縮可能に前記第１回転軸に取り付け、さらに
   前記バーにバーの半径方向の変位を検出するリニアスケ
   ールそして前記第２回転軸に前記バーの前記第２回転軸
   を中心とする回転角度を検出する角度検出器を、それぞ
   れ取り付けることにより、前記主軸中心と前記テーブル
   上の任意の一点との相対位置を検出することができる補
   間送り精度測定装置を数値制御工作機械に取り付け、輪
   郭形状加工時の運動経路を細かい直線補間及び円弧補間
   を含む補間方法で分割した加工プログラムを作成し前記
   テーブル上の任意の１点に配置した前記第２回転軸中心
   を移動するよう前記加工プログラムを実行する工程； ｂ） 前記取り付けた補間送り精度測定装置によって前
   記テーブル上の任意の１点に配置した前記第２回転軸中
   心が前記加工プログラムに従ってえがくツールパスを測
   定し、前記リニアスケールが検出する半径方向の変位の
   検出データｒ及び前記角度検出器が検出する角度データ
   θとを同時に処理用計算機に入力する工程； ｃ） 前記半径方向の変位の検出データｒ及び角度デー
   タθを前記処理用計算機で予め定めた時間間隔で該角度
   データθ毎に該変位の検出データｒを対応させて取り出
   し、直線、円周又は円弧方向に該角度データθ毎に正確
   に分割された該変位の検出データｒを得る工程；及び ｄ） 前記直線、円周又は円弧方向に該角度データθ毎
   に正確に分割された該変位の検出データｒを入力して予
   め入力されたツールパス理想曲線との偏差を求める工
   程；を特徴とする数値制御工作機械の補間送り精度測定
   方法。