JPH087614B2 - 工作機械の工具長補正方法及び装置 - Google Patents
工作機械の工具長補正方法及び装置Info
- Publication number
- JPH087614B2 JPH087614B2 JP4071592A JP7159292A JPH087614B2 JP H087614 B2 JPH087614 B2 JP H087614B2 JP 4071592 A JP4071592 A JP 4071592A JP 7159292 A JP7159292 A JP 7159292A JP H087614 B2 JPH087614 B2 JP H087614B2
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- Japan
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- tool
- spindle
- tool length
- length
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の工具長補正
方法及び装置に関し、特に主軸回転による遠心力によっ
て主軸の工具装着部内径が拡大し、工具が引き込まれる
ことによるいわば動的な工具長さの変化を補正する工作
機械の工具長補正方法及び装置に関する。
方法及び装置に関し、特に主軸回転による遠心力によっ
て主軸の工具装着部内径が拡大し、工具が引き込まれる
ことによるいわば動的な工具長さの変化を補正する工作
機械の工具長補正方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の工作機械の一般的な主軸構造の一
例を図４に示す。同図において、全体を図示しない工作
機械の主軸台４８に組み込まれたハウジング５１の内部
には、軸受５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄによって回
転自在に支承された中空の主軸５５が同軸的に配設され
ている。
例を図４に示す。同図において、全体を図示しない工作
機械の主軸台４８に組み込まれたハウジング５１の内部
には、軸受５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄによって回
転自在に支承された中空の主軸５５が同軸的に配設され
ている。
【０００３】主軸５５の先端部の工具取り付け用のテー
パ穴５７には、これと相補的なテーパシャンク部５９を
有する工具６１がテーパ係合し、工具６１の挿入端部の
いわゆるプルスタッド部６８は、多数の皿ばね７１によ
って軸線方向後方に常時付勢されるドローバ７０と連結
されたコレット６９によって把持され、これにより、工
具６１と主軸５５とは連結時において、一体的に結合さ
れる。
パ穴５７には、これと相補的なテーパシャンク部５９を
有する工具６１がテーパ係合し、工具６１の挿入端部の
いわゆるプルスタッド部６８は、多数の皿ばね７１によ
って軸線方向後方に常時付勢されるドローバ７０と連結
されたコレット６９によって把持され、これにより、工
具６１と主軸５５とは連結時において、一体的に結合さ
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近時、工作機械主軸の
実用回転数が、数千から数万rpm にも達するようになっ
てきたために、従来では起き得なかったような上記テー
パ結合部にまつわる問題が現出してきた。すなわち、主
軸が超高速回転すると、過大な遠心力が主軸先端部に作
用し、テーパ穴が相対的に拡がり、その結果、僅かでは
あるが工具が主軸内部に引き込まれ、主軸に対する工具
長が変化し、このため、加工前の主軸停止時に測定して
得られる静的な工具長データは、実際上、無意味的・無
価値的となってしまう。従って、より高精度な機械加工
を行っていくためには、この問題を確実に解消ないし克
服していく必要がある。
実用回転数が、数千から数万rpm にも達するようになっ
てきたために、従来では起き得なかったような上記テー
パ結合部にまつわる問題が現出してきた。すなわち、主
軸が超高速回転すると、過大な遠心力が主軸先端部に作
用し、テーパ穴が相対的に拡がり、その結果、僅かでは
あるが工具が主軸内部に引き込まれ、主軸に対する工具
長が変化し、このため、加工前の主軸停止時に測定して
得られる静的な工具長データは、実際上、無意味的・無
価値的となってしまう。従って、より高精度な機械加工
を行っていくためには、この問題を確実に解消ないし克
服していく必要がある。
【０００５】そこで、本発明は、特に高速回転時におい
て起き得る上記工具の引き込まれ現象による弊害を効果
的に克服して高精度な機械加工を安定的に継続させ得
る、工作機械の工具長補正方法及び装置を提供すること
をその課題とする。
て起き得る上記工具の引き込まれ現象による弊害を効果
的に克服して高精度な機械加工を安定的に継続させ得
る、工作機械の工具長補正方法及び装置を提供すること
をその課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る工作機械の工具長補正方法は、使用工具
の工具長オフセット量を指令して送り軸の移動量を演算
しＮＣ加工を行う工作機械であって、主軸の工具装着部
に工具がテーパ係合する工作機械において、主軸の回転
時、前記主軸に作用する遠心力により前記主軸の工具装
着部が拡大して工具が前記主軸の内部に引き込まれる量
と主軸回転数との関係を予め測定して工具長補正データ
として記憶し、ＮＣプログラムで主軸回転数が指令され
たとき、使用工具の工具長オフセット量を前記記憶した
当該主軸回転数に対応する前記工具長補正データで補正
することを構成上の特徴とする。
に本発明に係る工作機械の工具長補正方法は、使用工具
の工具長オフセット量を指令して送り軸の移動量を演算
しＮＣ加工を行う工作機械であって、主軸の工具装着部
に工具がテーパ係合する工作機械において、主軸の回転
時、前記主軸に作用する遠心力により前記主軸の工具装
着部が拡大して工具が前記主軸の内部に引き込まれる量
と主軸回転数との関係を予め測定して工具長補正データ
として記憶し、ＮＣプログラムで主軸回転数が指令され
たとき、使用工具の工具長オフセット量を前記記憶した
当該主軸回転数に対応する前記工具長補正データで補正
することを構成上の特徴とする。
【０００７】また、本発明に係る工作機械の工具長補正
装置は、使用工具の工具長オフセット量を指令して送り
軸の移動量を演算しＮＣ加工を行う工作機械であって、
主軸の工具装着部に工具がテーパ係合する工作機械にお
いて、主軸の回転時、前記主軸に作用する遠心力により
前記主軸の工具装着部が拡大して工具が前記主軸の内部
に引き込まれる量と主軸回転数との関係の測定値を工具
長補正データとして記憶する記憶手段と、ＮＣプログラ
ムで指令された使用工具の主軸回転数に対応する工具長
補正データを前記記憶手段から抽出し、前記抽出された
工具長補正データを用いて前記使用工具の工具長オフセ
ット量を設定し、前記設定された工具長オフセット量を
ＮＣ装置の送り軸移動量演算手段に送出する工具長オフ
セット量設定手段と、を具備したことを構成上の特徴と
する。
装置は、使用工具の工具長オフセット量を指令して送り
軸の移動量を演算しＮＣ加工を行う工作機械であって、
主軸の工具装着部に工具がテーパ係合する工作機械にお
いて、主軸の回転時、前記主軸に作用する遠心力により
前記主軸の工具装着部が拡大して工具が前記主軸の内部
に引き込まれる量と主軸回転数との関係の測定値を工具
長補正データとして記憶する記憶手段と、ＮＣプログラ
ムで指令された使用工具の主軸回転数に対応する工具長
補正データを前記記憶手段から抽出し、前記抽出された
工具長補正データを用いて前記使用工具の工具長オフセ
ット量を設定し、前記設定された工具長オフセット量を
ＮＣ装置の送り軸移動量演算手段に送出する工具長オフ
セット量設定手段と、を具備したことを構成上の特徴と
する。
【０００８】
【作用】各工具の各主軸回転数に対応した工具長補正量
のデータが記憶され、所定工具に関してその所定主軸回
転数に対応した工具長補正量が抽出され、それが通常、
ＮＣ装置に具備されている工具オフセット機能の工具オ
フセット量設定手段に加味されることにより、実際の機
械加工時において、遠心力に基づく引き込まれ現象によ
って工具長が変化しても、それを補正した工具長オフセ
ット量がＮＣ装置に供給され、工作機械の加工精度は安
定的に継続する。
のデータが記憶され、所定工具に関してその所定主軸回
転数に対応した工具長補正量が抽出され、それが通常、
ＮＣ装置に具備されている工具オフセット機能の工具オ
フセット量設定手段に加味されることにより、実際の機
械加工時において、遠心力に基づく引き込まれ現象によ
って工具長が変化しても、それを補正した工具長オフセ
ット量がＮＣ装置に供給され、工作機械の加工精度は安
定的に継続する。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は、本発明に係る工作機械の工具長補正装
置の基本原理を示すブロック図である。ＮＣプログラム
は読取り・解読手段９を通り、送り軸に関する情報が抽
出され、送り軸移動量演算手段１１を経て補間手段１３
で補間演算され、サーボ制御手段１５で増幅されて工作
機械２１の各送りモータを駆動する。そして工具長、工
具径のオフセット量が工具オフセット量設定手段７から
送り軸移動演算手段１１に入力された場合は、各工具の
各オフセット量に合った送り軸の移動制御が行われる。
工具オフセット量設定手段７へは、読取り・解読手段９
から送られるＮＣプログラムに予め入力された工具長デ
ータや工具径データが、又は、工具寸法測定手段１７や
手動入力装置（図示せず）や加工システムのホストコン
ピュータ（図示せず）などから工具長データや工具径デ
ータが入力され、工具長オフセット量や工具径オフセッ
ト量として送り軸移動量演算手段１１へ出力される。こ
れらの各手段は従来のＮＣ装置に具備されている。
明する。図１は、本発明に係る工作機械の工具長補正装
置の基本原理を示すブロック図である。ＮＣプログラム
は読取り・解読手段９を通り、送り軸に関する情報が抽
出され、送り軸移動量演算手段１１を経て補間手段１３
で補間演算され、サーボ制御手段１５で増幅されて工作
機械２１の各送りモータを駆動する。そして工具長、工
具径のオフセット量が工具オフセット量設定手段７から
送り軸移動演算手段１１に入力された場合は、各工具の
各オフセット量に合った送り軸の移動制御が行われる。
工具オフセット量設定手段７へは、読取り・解読手段９
から送られるＮＣプログラムに予め入力された工具長デ
ータや工具径データが、又は、工具寸法測定手段１７や
手動入力装置（図示せず）や加工システムのホストコン
ピュータ（図示せず）などから工具長データや工具径デ
ータが入力され、工具長オフセット量や工具径オフセッ
ト量として送り軸移動量演算手段１１へ出力される。こ
れらの各手段は従来のＮＣ装置に具備されている。
【００１０】本発明は、工具長の補正データ入力手段
３、その補正データの記憶手段５及びこの工具長補正デ
ータをも取り込める工具オフセット量設定手段７が更に
結合している点に特徴があり、この補正データ入力手段
３、補正データ記憶手段５、および工具オフセット量設
定手段７によって工具長補正装置１は構成されている。
補正データ入力手段３は、例えばキーボード（図示せ
ず）で構成され得るものであり、これを介して、各工具
毎の主軸回転数と工具長補正データとの関係を示す補正
データマップが補正データ記憶手段５に入力される。
３、その補正データの記憶手段５及びこの工具長補正デ
ータをも取り込める工具オフセット量設定手段７が更に
結合している点に特徴があり、この補正データ入力手段
３、補正データ記憶手段５、および工具オフセット量設
定手段７によって工具長補正装置１は構成されている。
補正データ入力手段３は、例えばキーボード（図示せ
ず）で構成され得るものであり、これを介して、各工具
毎の主軸回転数と工具長補正データとの関係を示す補正
データマップが補正データ記憶手段５に入力される。
【００１１】補正データ記憶手段５は、工具オフセット
量設定手段７を介してＮＣプログラム読取り・解読手段
９から送られてきた所定工具の情報（工具No. や主軸回
転数）に対応した工具長補正データを補正データマップ
の中から抽出して、これを工具オフセット量設定手段７
に返すものである。工具オフセット量設定手段７は、補
正データ記憶手段５から送られてきた所定工具の工具長
補正データを当該工具の静的な工具長に対して加味し、
その補正工具長（動的な工具長）データを工具長オフセ
ット量として送り軸移動量演算手段１１に送るものであ
る。すると、この新たな工具長オフセット量に基づいて
送り軸移動量が演算され、補間手段１３、サーボ制御手
段１５を経て、工作機械２１が駆動され、所望のＮＣ加
工が施される。
量設定手段７を介してＮＣプログラム読取り・解読手段
９から送られてきた所定工具の情報（工具No. や主軸回
転数）に対応した工具長補正データを補正データマップ
の中から抽出して、これを工具オフセット量設定手段７
に返すものである。工具オフセット量設定手段７は、補
正データ記憶手段５から送られてきた所定工具の工具長
補正データを当該工具の静的な工具長に対して加味し、
その補正工具長（動的な工具長）データを工具長オフセ
ット量として送り軸移動量演算手段１１に送るものであ
る。すると、この新たな工具長オフセット量に基づいて
送り軸移動量が演算され、補間手段１３、サーボ制御手
段１５を経て、工作機械２１が駆動され、所望のＮＣ加
工が施される。
【００１２】以上の構成から成る本実施例装置１の作用
・効果について図２のフローチャートを参照して以下説
明する。先ず、各工具の各主軸回転数に対する工具長補
正量データ、例えば、図３に示すような主軸回転数と工
具長補正量との関係を示すデータを、図示しないキーボ
ード（補正データ入力手段３）を介して入力して、これ
を補正データ記憶手段５に記憶させる（ステップ２０
１）。必要に応じて工具No. も記憶させる。
・効果について図２のフローチャートを参照して以下説
明する。先ず、各工具の各主軸回転数に対する工具長補
正量データ、例えば、図３に示すような主軸回転数と工
具長補正量との関係を示すデータを、図示しないキーボ
ード（補正データ入力手段３）を介して入力して、これ
を補正データ記憶手段５に記憶させる（ステップ２０
１）。必要に応じて工具No. も記憶させる。
【００１３】次いで、紙テープやミニコンを介して読取
り・解読手段９に入力されたＮＣプログラムの中から所
定工具の工具No. と主軸回転数を、工具オフセット量設
定手段７に読み込ませる（ステップ２０３）。次いで、
工具長補正データ記憶手段５の補正データマップの中か
ら該所定工具の主軸回転数に対応する工具長補正量を呼
び出す（ステップ２０５）。
り・解読手段９に入力されたＮＣプログラムの中から所
定工具の工具No. と主軸回転数を、工具オフセット量設
定手段７に読み込ませる（ステップ２０３）。次いで、
工具長補正データ記憶手段５の補正データマップの中か
ら該所定工具の主軸回転数に対応する工具長補正量を呼
び出す（ステップ２０５）。
【００１４】次いで、工具オフセット量設定手段７にお
いて、この得られた工具長補正量を該所定工具の静的な
工具長に加味して、動的な工具長に相当する工具長オフ
セット量を演算して求め設定する（ステップ２０７）。
そして、この新たな工具長オフセット量を送り軸移動量
演算手段１１に送り（ステップ２０９）、その後、これ
を加工指令として工作機械２１に送出することにより、
本サブルーチンは終了する。
いて、この得られた工具長補正量を該所定工具の静的な
工具長に加味して、動的な工具長に相当する工具長オフ
セット量を演算して求め設定する（ステップ２０７）。
そして、この新たな工具長オフセット量を送り軸移動量
演算手段１１に送り（ステップ２０９）、その後、これ
を加工指令として工作機械２１に送出することにより、
本サブルーチンは終了する。
【００１５】以上のように本実施例においては、工作機
械主軸の高速回転時に、主軸と工具のテーパ結合部にお
いて不可避的に生じ得る遠心力による工具の主軸内への
引き込まれ現象に基づく加工精度の低下（加工誤差）を
効果的に克服することができる。すなわち、各工具の静
的な工具長に対して当該工具固有の回転数に対応した工
具長補正量を加味して得られる補正工具長（動的な工具
長）に相当する工具長オフセット量に基づいて演算した
加工指令を工作機械に送出するように構成したので、当
該工具による高速加工時において工具長の変化が生じて
も、最終的に所望の加工精度を確実に安定的に長期継続
的に達成できる。
械主軸の高速回転時に、主軸と工具のテーパ結合部にお
いて不可避的に生じ得る遠心力による工具の主軸内への
引き込まれ現象に基づく加工精度の低下（加工誤差）を
効果的に克服することができる。すなわち、各工具の静
的な工具長に対して当該工具固有の回転数に対応した工
具長補正量を加味して得られる補正工具長（動的な工具
長）に相当する工具長オフセット量に基づいて演算した
加工指令を工作機械に送出するように構成したので、当
該工具による高速加工時において工具長の変化が生じて
も、最終的に所望の加工精度を確実に安定的に長期継続
的に達成できる。
【００１６】なお補正データ記憶手段５における主軸回
転数と工具長補正量との関係は、関数として記憶されて
いても良いことは言うまでもない。また、１つの工具を
主軸に装着して例えば２００００rpm の加工を行い、引
き続いて３０００rpm の加工を行うというように、高速
回転を行ってから低速回転を行うような使い方には適さ
ない。しかし大抵の場合、主軸に装着した工具について
は、単一の回転数しか指令しないので、実用上問題には
ならない。
転数と工具長補正量との関係は、関数として記憶されて
いても良いことは言うまでもない。また、１つの工具を
主軸に装着して例えば２００００rpm の加工を行い、引
き続いて３０００rpm の加工を行うというように、高速
回転を行ってから低速回転を行うような使い方には適さ
ない。しかし大抵の場合、主軸に装着した工具について
は、単一の回転数しか指令しないので、実用上問題には
ならない。
【００１７】更に、本発明は工具長のオフセット処理に
ついてのものであるが、通常のＮＣ加工では工具径のオ
フセット処理も行われる。この工具径のオフセット処理
については、直接関係がないので、詳細な説明は省略す
るが、工具オフセット量設定手段７において、外部から
与えられる工具径データに基づいて、工具径オフセット
量が設定され、この工具径オフセット量が送り軸移動量
演算手段１１に入力され、ＮＣ加工が行われるのは、従
来通りである。
ついてのものであるが、通常のＮＣ加工では工具径のオ
フセット処理も行われる。この工具径のオフセット処理
については、直接関係がないので、詳細な説明は省略す
るが、工具オフセット量設定手段７において、外部から
与えられる工具径データに基づいて、工具径オフセット
量が設定され、この工具径オフセット量が送り軸移動量
演算手段１１に入力され、ＮＣ加工が行われるのは、従
来通りである。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る工作機
械の工具長補正方法及び装置によれば、高速回転時にお
いて起き得る工具の引き込まれ現象による弊害を効果的
に克服して高精度な機械加工を安定的に継続させること
が可能となる。
械の工具長補正方法及び装置によれば、高速回転時にお
いて起き得る工具の引き込まれ現象による弊害を効果的
に克服して高精度な機械加工を安定的に継続させること
が可能となる。
【図１】図１は、本発明の一実施例の工作機械の工具長
補正装置の基本原理を示すブロック図である。
補正装置の基本原理を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施例の工具長補正装置の作動の一例
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図３】図３は、主軸回転数と工具長補正量との関係を
例示する図である。
例示する図である。
【図４】図４は、工作機械の主軸構造の一例の要部断面
側面図である。
側面図である。
１…工具長補正装置 ３…補正データ入力手段 ５…補正データ記憶手段 ７…工具オフセット量設定手段 ９…読取り・解読手段 １１…送り軸移動量演算手段 １３…補間手段 １５…サーボ制御手段 ２１…工作機械
Claims (2)
- 【請求項１】 使用工具の工具長オフセット量を指令し
て送り軸の移動量を演算しＮＣ加工を行う工作機械であ
って、主軸の工具装着部に工具がテーパ係合する工作機
械において、 主軸の回転時、前記主軸に作用する遠心力により前記主
軸の工具装着部が拡大して工具が前記主軸の内部に引き
込まれる量と主軸回転数との関係を予め測定して工具長
補正データとして記憶し、 ＮＣプログラムで主軸回転数が指令されたとき、使用工
具の工具長オフセット量を前記記憶した当該主軸回転数
に対応する前記工具長補正データで補正することを特徴
とする工作機械の工具長補正方法。 - 【請求項２】 使用工具の工具長オフセット量を指令し
て送り軸の移動量を演算しＮＣ加工を行う工作機械であ
って、主軸の工具装着部に工具がテーパ係合する工作機
械において、 主軸の回転時、前記主軸に作用する遠心力により前記主
軸の工具装着部が拡大して工具が前記主軸の内部に引き
込まれる量と主軸回転数との関係の測定値を工具長補正
データとして記憶する記憶手段と、 ＮＣプログラムで指令された使用工具の主軸回転数に対
応する工具長補正データを前記記憶手段から抽出し、前
記抽出された工具長補正データを用いて前記使用工具の
工具長オフセット量を設定し、前記設定された工具長オ
フセット量をＮＣ装置の送り軸移動量演算手段に送出す
る工具長オフセット量設定手段と、 を具備したことを特徴とする工作機械の工具長補正装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4071592A JPH087614B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 工作機械の工具長補正方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4071592A JPH087614B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 工作機械の工具長補正方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05274013A JPH05274013A (ja) | 1993-10-22 |
| JPH087614B2 true JPH087614B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=13465100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4071592A Expired - Fee Related JPH087614B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 工作機械の工具長補正方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087614B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008106915A2 (de) | 2007-03-06 | 2008-09-12 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Anordnung mit einem halbleiterchip und einer lichtleiterschicht |
| US8822954B2 (en) | 2008-10-23 | 2014-09-02 | Intematix Corporation | Phosphor based authentication system |
| US8836212B2 (en) | 2007-01-11 | 2014-09-16 | Qd Vision, Inc. | Light emissive printed article printed with quantum dot ink |
| US9045688B2 (en) | 2006-08-03 | 2015-06-02 | Intematix Corporation | LED lighting arrangement including light emitting phosphor |
| US9115868B2 (en) | 2011-10-13 | 2015-08-25 | Intematix Corporation | Wavelength conversion component with improved protective characteristics for remote wavelength conversion |
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| US9524954B2 (en) | 2011-04-13 | 2016-12-20 | Intematrix Corporation | LED-based light sources for light emitting devices and lighting arrangements with photoluminescence wavelength conversion |
| US9546765B2 (en) | 2010-10-05 | 2017-01-17 | Intematix Corporation | Diffuser component having scattering particles |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR20050098207A (ko) * | 2004-04-06 | 2005-10-11 | 화천기공 주식회사 | 공작기계의 공구 변위 보정방법 |
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| JPS6119542A (ja) * | 1984-07-06 | 1986-01-28 | Fanuc Ltd | 工具摩耗補正方式 |
| JPH0452908A (ja) * | 1990-06-20 | 1992-02-20 | Fanuc Ltd | 工具変形量補正方式 |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP4071592A patent/JPH087614B2/ja not_active Expired - Fee Related
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