JPH0895625A - 球面又は円弧面加工時におけるバックラッシュ計測補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 初品の球面加工直後に機上でバックラッシュ
量を測定して次回以降の球面加工時にバックラッシュ補
正を行うことにより短時間に正確にバックラッシュ計測
補正を行うことができる装置の提供。 【構成】 主軸チャック３に把持したワークＷの球面加
工直後に計測プログラムによりワーク球面の球心ａより
Ｚ軸方向に等距離Ｌだけ前後に離れた２点にＸ軸方向移
動でセンサ６が当接したときの２つの座標値を測定し、
バックラッシュ量算出部２０でこの２つの座標値の差か
らバックラッシュ量を求め、加工プログラムによる次回
球面加工時のＸ軸位置指令値に対してバックラッシュ補
正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＮＣ旋盤において同時２
軸制御により創成加工された球面又は円弧面切削時のバ
ックラッシュ量を機内計測して次回以降の加工時に補正
を行う装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＮＣ旋盤等工作機械における送り
軸駆動系には殆どボールねじが用いられるので、送り方
向を反転させた際にガタにより指令位置と実際の位置と
に誤差（バックラッシュ）が生じる。このバックラッシ
ュによる加工寸法誤差を除去するため、種々のバックラ
ッシュ除去方法又はバックラッシュ補正方法が提案され
ている。しかし、バックラッシュは装着工具等の変化に
よる刃物台重量の変化や送り速度等加工条件によって変
化するので、提案されている従来のような一定量のバッ
クラッシュを除去又は補正する方法で完全に除去するこ
とは難しい。このため精度の厳しいワークを加工する場
合は、実際に加工したワークを機外で測定してバックラ
ッシュ量を求め、これを補正値としＮＣ装置へ入力して
いた。

【０００３】ところが、例えば図３に示すワークＷのよ
うに同時２軸制御による創成加工時に切込側となるＸ軸
移動方向が、球心ａを通るＸ軸線を界に反転する必要の
ある球面又は円弧面の場合、この反転時のバックラッシ
ュ量は機外測定によっても正確に求めにくい。このため
補正値を随時入れ替えながら加工を繰り返して、最良の
バックラッシュ補正量を現合作業的に求めているのが現
状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた現
合作業的に球面又は円弧面加工時のバックラッシュ補正
量を求める方法は、非能率かつ熟練を要するという問題
を有している。本発明はこのような問題点に鑑みなされ
たもので、その目的とするところは自動で機内計測によ
り最適なバックラッシュを正確に求めて補正する高能率
かつ無人化対応可能な球面又は円弧面加工時におけるバ
ックラッシュ計測補正装置を提供しようとするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の球面又は円弧面
加工時におけるバックラッシュ補正装置は、ＮＣ旋盤に
おいて切込側となる軸の移動方向が変わることによる同
時２軸制御で創成される球面又は円弧面加工時のバック
ラッシュ量を計測して補正を行う装置であって、刃物台
に着脱可能に設けられたセンサと、チャックに把持した
ワークの創成加工された前記球面又は円弧面の球心又は
円弧中心に対して送り側となる軸方向の前後に等距離は
なれた２点に切込側となる軸方向移動で前記センサが当
接したときの２つの座標値を計測する計測プログラムを
記憶する手段と、計測した２つの座標値よりバックラッ
シュ量を求める演算手段と、求めたバックラッシュ量を
記憶する手段とを設けてなり、次回以降の対応する球面
又は円弧面加工時に切込側となる軸の位置指令値に対し
てバックラッシュ量を補正するものである。

【０００６】

【作用】ワークをチャックに把持し同時２軸制御により
球面又は円弧面の創成加工を行ったあと、引続き計測プ
ログラムにより球面又は円弧面の球心又は円弧中心に対
して送り側となる軸方向の前後に一定距離はなれた２点
に切込側となる軸方向移動でセンサが当接したときの２
つの座標値をそれぞれ検出し、検出した２つの座標値の
差からバックラッシュ量を求めて記憶する。そして次回
以降の球面又は円弧面加工時に記憶するバックラッシュ
量を呼び出して切込側となる軸の位置指令値に対して補
正を行う。

【０００７】

【実施例】以下本発明の実施例を図面にもとづいて説明
する。図１において、ＮＣ旋盤の主軸台１に回転可能に
軸承される主軸２の先端同心にチャック３が嵌着されて
いて、チャック３にワークＷが把持されている。一方図
示しないベッド上に図示しないサドルを介してＸ軸及び
Ｚ軸方向移動位置決め可能に刃物台４が設けられてい
て、刃物台４にＺ軸方向の旋回中心軸のまわりで旋回割
出し可能にタレット５が設けられている。

【０００８】タレット５に等間隔に設けられている複数
の工具取付ステーションにバイトＴとタッチセンサ６が
それぞれ着脱可能に取り付けられている。タッチセンサ
６はワークＷに当接するとタッチ信号を出力するもの
で、加工原点設定のための機内計測に用いるものと同一
のものを使用することができる。図１のブロック線図部
分は、ＮＣ装置内の本発明にかかわるバックラッシュ補
正システムを表すものである。加工プログラム記憶部８
は、入力された加工プログラムを記憶する部分。プログ
ラム解析部９は、プログラム内容を解析して必要個所に
信号を仕分けする部分。

【０００９】関数発生部１０はＸ・Ｚ軸制御に必要な関
数を発生する部分。Ｘ軸モータ駆動制御部１１は、Ｘ軸
位置及び送り速度が指令値に近づくようにＸ軸モータ１
２を駆動する部分。Ｘ軸回転検出器１３は、その回転角
から刃物台４のＸ軸現在位置を検出する部分。Ｚ軸モー
タ駆動制御部１４は、Ｚ軸位置及び送り速度が指令値に
近づくようにＺ軸モータ１５を駆動する部分。Ｚ軸回転
検出器１６はその回転角から刃物台４のＺ軸現在位置を
検出する部分である。

【００１０】計測プログラム記憶部１８は、入力された
計測プログラムを記憶する部分。検出部１９は、タッチ
センサ６のタッチ信号出力時の切込側となるＸ軸又はＺ
軸の現在位置の座標値を検出する部分。バックラッシュ
量算出部２０は、検出部１９からのＸ軸又はＺ軸の２つ
の座標値の差からバックラッシュ量を求める部分。バッ
クラッシュ量記憶部２１は、求めたバックラッシュ量を
記憶する部分である。

【００１１】続いて本実施例の作用について説明する。
加工プログラムに従ってバイトＴによるワークＷの球面
加工が終わると、タレット５が旋回してタッチセンサ６
が計測位置に割出される。次いで計測プログラムに従っ
て刃物台４のＸ軸及びＺ軸移動で、タッチセンサ６が加
工プログラム上のワークＷの球心ａより距離ＬだけＺ軸
方向反主軸側に離れた点のＸ軸方向に離れたワーク上方
位置に位置決めされたのち、刃物台４のＸ軸方向ワーク
Ｗ側への移動でタッチセンサ６がワークＷの球面に当接
（図中実線で示す）してタッチ信号が出力され、検出部
１９でこのときの現在位置のＸ軸座標値が検出され、同
時に刃物台４のＸ軸移動が停止する。

【００１２】このＸ軸座標値がバックラッシュ量算出部
２０に記憶され、引続きタッチセンサ６が球心ａより距
離ＬだけＺ軸方向主軸側に離れた点のＸ軸方向に離れた
ワーク上方位置に位置決めされたのち、上述と同様に刃
物台４のＸ軸方向ワークＷ側への移動でタッチセンサ６
が球面に当接（図中仮想線で示す）し、検出部１９でこ
のときの現在位置のＸ軸座標値が検出されて、バックラ
ッシュ量算出部２０に送られる。バックラッシュ量算出
部２０で先に記憶するＺ軸座標値と送られて来たＺ軸座
標値の差からＸ軸方向のバックラッシュ量を求めて、バ
ックラッシュ量記憶部２１に記憶し、次回以降の加工プ
ログラムによる球面創成加工時のＸ軸指令値に対して補
正を行う。尚、球面創成加工時においてバックラッシュ
があるとＸ軸指令値では反転が行われていても、実際に
は反転動作が遅れるので、この遅れを考慮して距離Ｌを
設定する必要がある。

【００１３】また、ワークに切込側となる軸の移動方向
が反転する複数の球面又は円弧面がある場合、加工条件
により異なる各バックラッシュ量に対応するため、個々
のバックラッシュ量を検出記憶しておいて、創成加工時
において加工個所に対応するバックラッシュ量を順次呼
び出して補正を行うこともできる。

【００１４】また、図２に示すようなＺ軸方向の反転動
作で円弧面を創成加工するワークＷ１の円弧面のような
場合には、刃物台４のＺ軸方向主軸側への移動で、タッ
チセンサ６をワークＷ１の円弧中心ｂよりＸ軸方向プラ
ス側及びマイナス側にそれぞれ等距離Ｌだけ離れた円弧
面上の２点のＺ軸座標値を測定してバックラッシュ量を
求め、創成加工時にＺ軸位置指令値に対して補正を行
う。

【００１５】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で次に記載する効果を奏する。機内で創成加工したワー
クの球面又は円弧面の球心又は円弧中心より切削送り側
となる軸方向の前後に等距離離れた２点に切込側となる
軸方向移動でセンサが当接したときの２つの座標値を計
測し、その差よりバックラッシュ量を求め、同時２軸制
御による球面又は円弧面創成加工時に切込側となる軸の
位置指令値に対して補正を行うようにしたので、従来の
ように補正値を随時入れ替えながら実加工を繰り返して
最適バックラッシュ量を求める必要がなくなり、作業時
間を大幅に短縮できる。

【００１６】また、測定プログラムによる初品加工の終
わったあと、計測プログラムにより自動的にバックラッ
シュ量の計測と補正を行うようにしたので、高精度加工
の無人化が達成できる。また、最近のＮＣ装置は殆どが
加工原点を求めるための機内計測装置を備えているの
で、この場合にはこの装置の計測機構の一部を利用する
ことにより極めて安価な装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の旋盤の要部とワークを示す図
と、バックラッシュ計測補正システムのブロック線図と
を組合せた図である。

【図２】図１と異なるワークを示す図である。

【図３】従来の技術の説明用のワークの図である。

【符号の説明】

１ 主軸台 ２主軸 ３ チャック ４ 刃物台 ５ タレット ６ タッチセンサ １８ 計測プログラム記憶部 １９ 検出部 ２０ バックラッシュ量算出部 ２１ バックラッシュ量記憶部 Ｗ ワーク ａ 球心

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＮＣ旋盤において切込側となる軸の移動
   方向が変わることによる同時２軸制御で創成される球面
   又は円弧面加工時のバックラッシュ量を計測して補正を
   行う装置であって、刃物台に着脱可能に設けられたセン
   サと、チャックに把持したワークの創成加工された前記
   球面又は円弧面の球心又は円弧中心に対して送り側とな
   る軸方向の前後に等距離はなれた２点に切込側となる軸
   方向移動で前記センサが当接したときの２つの座標値を
   計測する計測プログラムを記憶する手段と、計測した２
   つの座標値よりバックラッシュ量を求める演算手段と、
   求めたバックラッシュ量を記憶する手段とを設けてな
   り、次回以降の対応する球面又は円弧面加工時に切込側
   となる軸の位置指令値に対してバックラッシュ量を補正
   することを特徴とする球面又は円弧面加工時におけるバ
   ックラッシュ計測補正装置。