JPH09150348A

JPH09150348A - Ｎｃ工作機械における切削誤差補正方法

Info

Publication number: JPH09150348A
Application number: JP33121495A
Authority: JP
Inventors: Ken Yasuda; 研安田
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1995-11-28
Filing date: 1995-11-28
Publication date: 1997-06-10

Abstract

(57)【要約】【課題】旋盤およびその他の切削加工にも適用でき、
短い加工所要時間で十分な寸法精度を得ることのできる
ＮＣ工作機械における切削誤差補正方法を提供するこ
と。【解決手段】設定切込み量でワークを切削したときに
バイト１の切込み方向に作用する押圧力を求め、該押圧
力により加工経路上の各工具位置（ｚ０〜ｚ８等）でワ
ーク３を押圧したときに生じるワーク３の撓み量αを加
工経路上の各工具位置に対応させて予め測定し、非測定
部分の撓みαについては直線補間により求める。同一ワ
ーク３の加工に際し、工具位置に応じて前記撓み量に相
当する分の過剰切込みを加えることにより、ワーク３の
撓みによる加工誤差を解消し、加工精度を向上させる。
ワーク３が撓んだ状態で加工しても加工精度が損なわれ
ないため重切削が可能となり、加工所要時間が短縮され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＣ工作機械にお
ける切削誤差補正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＮＣ工作機械による切削加工、特に、旋
盤加工において細いワークを加工するような場合におい
て、工具の切込みによる押圧力でワークに撓みが生じ、
必要とされる切込みが不足して加工精度の劣化が生じる
場合がある。

【０００３】このような問題は、従来からあるバランス
カット機能、つまり、旋盤加工の刃物台をワークの両側
に配備し、ワークの中心軸に対してその両側から対称的
な加工を行う機能によって解消され得るが、２系統分の
制御機能が必要になるため、使用可能な機械や制御装置
が大幅に制限される。また、いうまでもなく、このバラ
ンスカット機能は、ワークを両側から削ることが可能な
旋盤加工以外に適用することはできない。

【０００４】通常の機械および制御装置を利用した旋盤
加工においては、ワークの撓みが許容範囲を越えないよ
うに切込み量を制限してワークの撓みを防止することで
ワークの撓みによる切込みの不足に対処しているが、結
果的に重切削が困難となり、全体としての加工所要時間
が長くなってしまうといった問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の欠点を解消し、ワークの中心軸に対して対称
的な加工を行ったり切込み量を制限したりしなくても、
短い加工所要時間で十分な寸法精度を得ることのできる
ＮＣ工作機械における切削誤差補正方法を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、設定切込み量
でワークを切削したときに工具の切込み方向に作用する
押圧力を求め、該押圧力により加工経路上の各工具位置
でワークを押圧したときに生じるワークの撓み量を加工
経路上の各工具位置に対応させて予め測定記憶してお
き、同一ワークの加工に際し、工具位置に応じて前記記
憶した撓み量に相当する分の過剰切込みを加えることで
加工済ワークの寸法精度を確保することを特徴とした構
成により前記目的を達成した。

【０００７】また、加工経路上の全ての工具位置でワー
クの撓み量を測定することは実際には困難であるため、
加工経路上の複数の工具位置を測定点として工具の押圧
力によって生じるワークの撓み量を求め、各測定点にお
けるワークの撓み量のデータを補間して各測定点間の各
位置における加工経路上のワークの撓み量を推定するよ
うにした。

【０００８】測定点として選択する工具位置としては、
少なくとも、ワークの撓み傾向に大きな変化が生じる位
置、つまり、ワークの断面積が不連続的に変化する加工
経路上の工具位置を選択することが望ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態について説明する。図１はＮＣ工作機械を駆動
制御する制御装置１００の要部を示す機能ブロック図、
また、図２は工作機械としてのＮＣ旋盤の要部を示す概
念図である。図２において、符号１はＮＣ旋盤の刃物台
に装着されたバイト（切削工具）、符号２はワーク３の
素材となるロッド等を喰わえるためのチャック、符号４
はワーク３の一端面に穿設したセンタ穴に突入して該ワ
ーク３を回転自在に支える心押シ軸である。

【００１０】チャック２は後述の主軸モータ６２により
図２のＺ軸を中心に回転駆動され、また、バイト１を装
着した刃物台は後述のＸ，Ｚ各軸のサーボモータ５０，
５１により、加工プログラムに従ってＸ，Ｚ各軸の方向
に平行移動されるようになっている。

【００１１】図１に示されるように、制御装置１００の
プロセッサ１１は制御装置１００を全体的に制御するプ
ロセッサである。このプロセッサ１１は、ＲＯＭ１２に
格納されたシステムプログラムをバス２１を介して読み
出し、このシステムプログラムに従って、制御装置１０
０を全体的に制御する。ＲＡＭ１３には一時的な計算デ
ータや表示データおよびＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０を
介してオペレータが入力した各種データ等が格納され
る。ＣＭＯＳメモリ１４は図示しないバッテリでバック
アップされ、制御装置１００の電源がオフにされても記
憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成され、イ
ンターフェイス１５を介して読込まれた加工プログラム
やＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０を介して入力された加工
プログラム等が記憶されるようになっている。また、Ｒ
ＯＭ１２には、加工プログラムの作成および編集のため
に必要とされる編集モードの処理や自動運転のための処
理を実施するための各種のシステムプログラムが予め書
き込まれている。

【００１２】インターフェイス１５は、制御装置１００
に接続可能な外部機器のためのインターフェイスであ
り、フロッピーカセットアダプタ等の外部機器７２が接
続される。外部機器７２からは加工プログラム等が読み
込まれ、また、制御装置１００内で編集された加工プロ
グラムを外部機器７２を介してフロッピーカセット等に
記憶させることができる。

【００１３】ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コント
ローラ）１６は、制御装置１００に内蔵されたシーケン
スプログラムでＮＣ旋盤側の補助装置、例えば、工具交
換用のロボットハンド等といったアクチュエータを制御
する。即ち、加工プログラムで指令されたＭ機能，Ｓ機
能およびＴ機能に従って、これらシーケンスプログラム
で補助装置側で必要な信号に変換し、Ｉ／Ｏユニット１
７から補助装置側に出力する。この出力信号により各種
アクチュエータ等の補助装置が作動する。また、ＮＣ旋
盤の本体に配備された操作盤の各種スイッチ等の信号を
受け、必要な処理をして、プロセッサ１１に渡す。

【００１４】ＮＣ旋盤の各軸の現在位置，アラーム，パ
ラメータ，画像データ等の画像信号はＣＲＴ／ＭＤＩユ
ニット７０に送られ、そのディスプレイに表示される。
ＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０はディスプレイやキーボー
ド等を備えた手動データ入力装置であり、インータフェ
イス１８はＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０のキーボードか
らのデータを受けてプロセッサ１１に渡す。インターフ
ェイス１９は手動パルス発生器７１に接続され、手動パ
ルス発生器７１からのパルスを受ける。手動パルス発生
器７１はＮＣ旋盤の操作盤に実装され、手動操作に基く
分配パルスによる各軸制御でＮＣ旋盤の刃物台を精密に
位置決めするために使用される。

【００１５】ＮＣ旋盤の刃物台を移動させるＸ，Ｚ各軸
の軸制御回路３０〜３１はプロセッサ１１からの各軸の
移動指令を受けて、各軸の指令をサーボアンプ４０〜４
１に出力する。サーボアンプ４０〜４１はこの指令を受
けて、ＮＣ旋盤の各軸のサーボモータ５０〜５１を駆動
する。各軸のサーボモータ５０〜５１には位置・速度検
出器が内蔵されており、この位置・速度検出器から位
置，速度フィードバック信号がフィードバックされる。
図１ではこれらの位置信号のフィードバックおよび速度
のフィードバックの説明は省略しているが、Ｘ軸の切込
み量の補正に関する補正値の加算処理を除けば、基本的
な位置，速度，電流ループの各処理は従来の制御装置お
よびＮＣ旋盤のそれと同様である（図５参照）。

【００１６】スピンドル制御回路６０はＮＣ旋盤への主
軸回転指令を受け、スピンドルアンプ６１にスピンドル
速度信号を出力する。スピンドルアンプ６１はこのスピ
ンドル速度信号を受けて、ＮＣ旋盤の主軸モータ６２を
指令された回転速度で回転させ、チャック２で喰わえら
れたワーク３を回転駆動する。主軸モータ６２には歯車
あるいはベルト等でポジションコーダ６３が結合され、
該ポジションコーダ６３が主軸の回転に同期して帰還パ
ルスを出力し、その帰還パルスはインターフェイス２０
を経由してプロセッサ１１によって読み取られる。

【００１７】次に、ワーク３に対する最終仕上げ加工に
おいて切削誤差の補正を行う場合を例にとって、この実
施形態の作用原理を説明する。

【００１８】既に作用の項でも述べた通り、本発明は、
切削工具となるバイト１がワーク３を押圧することによ
ってワーク３に生じる撓みを原因とする切削不足を解消
するためのものであるから、これを実施するためには、
まず最初に、切削状態でワーク３に生じる撓み量のデー
タを求めておく必要がある。

【００１９】ここでいう撓みとは、加工プログラムに基
く通常の位置制御により設定された切込み量でバイト１
をワーク３の表面に突入させて切削加工を行おうとする
ときにワーク３に生じる撓みではなく、実際に設定切込
み量でワーク３を切削したときにバイト１の切込み方向
に作用する押圧力のためにワーク３に生じる撓みのこと
であり、これらの間には、以下に示す通りの差異があ
る。

【００２０】つまり、設定された切込み量で例えば図２
のＰ０の位置でバイト１をワーク３の表面に突入させ、
その後、最終仕上げ形状の輪郭Ｐ０〜Ｐ８の加工経路に
沿ってバイト１を移動させたとしても、実際には、切削
時におけるバイト１の押圧力によりＰ０〜Ｐ８（Ｚ軸位
置はｚ０〜ｚ８）の各工具位置で図３に一点鎖線で示す
ような撓みα′が生じることになる。このα′が前記し
た“加工プログラムに基く通常の位置制御により設定さ
れた切込み量でバイト１をワーク３の表面に突入させて
切削加工を行おうとするときにワーク３に生じる撓み”
である。

【００２１】この撓みにより、結果的に、ワーク３がバ
イト１の先端から逃げて、ワーク３の各位置でα′に相
当する切削不足が生じることになるが、加工プログラム
に基く通常の位置制御に加え、バイト１の各位置でα′
に相当する過剰切込みを入れて切削加工を行ったとして
も、それによって形成される仕上げ形状の寸法は、輪郭
Ｐ０〜Ｐ８で示されるような仕上げ寸法とは一致しな
い。

【００２２】ワーク３の中央部、例えば、両端支持梁の
中央に相当するｚ５の位置ではワーク３が相当に撓みや
すい状態にあるため、加工プログラムに基く通常の位置
制御に加えα′に相当する過剰切込みを入れてワーク３
を押圧したとしても、この切込みを実際に入れるとワー
ク３がα′を越えて更に撓んでしまうため、設定切込み
量に相当するだけの切込みがワーク３に入らなくなるか
らである。

【００２３】このような切削不足をなくすためには、
“実際に設定切込み量でワーク３を切削したときにバイ
ト１の切込み方向に作用する押圧力”に相当する力でワ
ーク３を押圧して切削加工を行わなくてはならない。無
論、ＮＣ旋盤による最終仕上げの輪郭加工は、その直前
の切削工程で加工されたワーク３の表面を基準とする倣
い制御によって切削加工を行うものではなく、最終的な
製品形状を得るための加工プログラムに基く位置制御に
従って行われるべきものであり、また、切込みの制御も
駆動トルク即ちバイト１の押圧力の制御によって行われ
るものではなく、飽くまで、位置制御によって行われる
べきものであるから、切削不足を解消するための補正値
も位置指令値として与えなければならない。

【００２４】理論的には、“実際に設定切込み量でワー
ク３を切削したときにバイト１の切込み方向に作用する
押圧力”をバイト１に常に与えつつバイト１をＺ軸方向
に移動させて切削加工を行えば、常にワーク３の表面か
ら設定切込み量分の切込みが与えられるはずであるが、
最終仕上げ加工によって得るべき形状および寸法は飽く
まで設計データに沿ったもの、つまり、Ｐ０〜Ｐ８で示
されるような加工プログラムの輪郭形状そのものでなけ
ればならず、荒加工や中仕上げ加工の工程で得られたワ
ーク３の形状に倣って拘束されるべきものではない。

【００２５】つまり、加工経路の各位置でバイト１に与
えるべき過剰切込みの量は、正しく、“実際に設定切込
み量でワーク３を切削したときに工具１の切込み方向に
作用する押圧力のためにワーク３に生じる撓み量”であ
り、この過剰切込みによる補正動作によって初めて、ワ
ーク３の撓みによって生じる加工誤差の全てが解消され
るのである。

【００２６】当然、“実際に設定切込み量でワーク３を
切削したときにバイト１の切込み方向に作用する押圧力
のためにワーク３に生じる撓み量”の値は、両端支持梁
状に保持されたワーク３上の各位置、つまり、工具経路
上のバイト１の各位置で相違するし、ワーク３の断面形
状（太さ）の変化による影響も受ける。

【００２７】そこで、この実施形態においては、まず、
ワーク３またはワーク３と同等の材質を有する他のテス
トピースを用いて、“実際に設定切込み量でワーク３を
切削したときにバイト１の切込み方向に作用する押圧力
Ｆ”を求める。つまり、ワーク３またはワーク３と同等
の材質を有する他のテストピースを図２に示されるよう
な状態でチャック２および心押シ軸４に取り付け、主軸
を回転させながら、ワーク３またはテストピースに最も
撓みが生じにくい位置、例えば、ｚ０の位置で、Ｘ軸の
サーボモータ５０を位置制御で駆動してバイト１をワー
ク３またはテストピースに設定切込み量だけ突入させ、
このときにバイト１に作用する反力Ｆを、Ｘ軸のサーボ
モータ５０の駆動電流として測定するのである。

【００２８】つまり、測定されたＦの値は、ワーク３ま
たはテストピースを撓ませない状態に保持してワーク３
またはテストピースに設定切込み量分の切込みを入れた
ときにバイト１の切込み方向に作用する押圧力であり、
この押圧力が、前記した“実際に設定切込み量でワーク
３を切削したときにバイト１の切込み方向に作用する押
圧力Ｆ”なのである。

【００２９】そこで、次に、最終的に製品の寸法にまで
仕上げられたワーク３を用意し、ｚ０〜ｚ８の各位置に
バイト１を移動させ、Ｘ軸のサーボモータ５０の駆動ト
ルクを押圧力Ｆに制限した状態で、前記各位置で手動パ
ルス発生装置７１を操作し、バイト１を−ｘの方向に移
動させ、押圧力Ｆによって生じる撓みの量αをｚ０〜ｚ
８の各位置で測定する。

【００３０】例えば、Ｘ軸のサーボモータ５０からの位
置帰還パルスを計数するカウンタを設け、その値を表示
するようにしておき、バイト１をワーク３から完全に退
避させた状態で手動パルス発生装置７１のハンドルの定
速回転を開始してバイト１を−ｘの方向に移動させ、位
置帰還パルスを計数するカウンタの歩進ペースが鈍り始
めた時点、つまり、バイト１の先端がワーク３の表面に
当たった時点でのカウンタの値を記録し、更に、手動パ
ルス発生装置７１のハンドルの回転を続け、これを行っ
てもカウンタの値が全く歩進されなくなった時点、つま
り、バイト１の押圧力Ｆによりワーク３が撓み切った時
点でのカウンタの値を読み、両者の差を求めるようにす
れば、押圧力Ｆによってワーク３に生じる撓みの量αを
測定することができる。

【００３１】また、より精密な測定が必要であれば、バ
イト１をワーク３から完全に退避させた状態でワーク３
の下にダイヤルゲージを置き、プローブ先端をワーク３
の下面中央部付近に当ててその時の読みを記録し、更
に、前記と同様の操作によってワーク３が撓み切った状
態でダイヤルゲージの値を読み、両者の差を求めてワー
ク３に生じる撓みの量αを測定するようにすればよい。

【００３２】工具経路上のバイト１の各位置の全てで満
遍なく撓み量αを測定するわけにはいかないので、ワー
ク３の断面形状の変化する位置等を含めて複数の測定点
を選択して各位置の撓み量αを測定し、非測定部分に関
しては、その直前直後の測定値から撓み量αを推定する
ようにする。ワーク３上のｚ０〜ｚ８の各位置で撓み量
αを測定し、直線補間によって非測定部分の撓み量αを
推定した例を図３に実線で示す。

【００３３】更に、この実施形態においてはＣＭＯＳメ
モリ１４に図４に示すようなデータファイルを設け、ワ
ーク３における加工経路上のｉ＝１〜ｊのｚi-1 〜ｚi
の各区間における補間直線の傾きａｉと撓み軸切片ｂｉ
とを記憶させ、後述する切削誤差補正処理において、ｚ
軸方向におけるバイト１の現在位置がどの区間に属する
かに応じ、α＝ａｉ×〔ｚ軸方向におけるバイト１の位
置〕＋ｂｉの式により、過剰切込みの補正値αを求める
ようにしている。各区間における補間直線の傾きａｉと
撓み軸切片ｂｉの値は、２点を通る直線の方程式により
容易に求めることができ、当然、〔測定位置のｚ軸成
分，該位置における撓みαの測定結果〕の組を測定点の
個数だけ入力することにより、制御装置１００の内部処
理でａｉおよびｂｉの値を求めてデータファイルを自動
作成することが可能である。

【００３４】図６は、このようにして作成したデータフ
ァイルに基き、最終仕上げ加工の段階でプロセッサ１１
が実施する切削誤差補正処理の概略を示すフローチャー
トであり、この処理は、プロセッサ１１の位置ループ処
理周期毎に繰り返し実行される。この最終仕上げ加工で
切削するワーク３は、当然、荒加工もしくは中仕上げ加
工終了後最終仕上げ加工前のワーク３であり、前述の製
品形状にまで加工されたワーク３ではない。

【００３５】切削誤差補正処理を開始したプロセッサ１
１は、まず、バイト１を移動させる加工プログラムの速
度指令および移動指令に基き、従来と同様のパルス分配
処理を実施してＸ，Ｚ各軸方向のパルス分配量Δｘ，Δ
ｚ（図５参照）を求め（ステップＳ１）、ｚ軸現在位置
を記憶する現在値記憶レジスタＡ（ｚ）にｚ軸方向の分
配量Δｚを加算して、この移動指令によってバイト１が
移動する移動先のｚ軸座標を記憶させる（ステップＳ
２）。なお、最終仕上げ加工の開始位置のＺ軸座標ｚ０
は、最終仕上げ加工の実行開始時点で自動的に補正実行
位置記憶レジスタＢ（ｚ）に格納され、また、補正量積
算レジスタＡ（α）の値は、この段階で自動的に零に初
期化されるものとする。

【００３６】次いで、プロセッサ１１は、現在値記憶レ
ジスタＡ（ｚ）の値から補正実行位置記憶レジスタＢ
（ｚ）の値を減じ、前回の処理で切込み量を補正したと
きのＺ軸位置から当該処理周期で出力される分配パルス
によるバイト１の移動先までの距離｜Ａ（ｚ）−Ｂ
（ｚ）｜を求め、この移動距離が補正実行ピッチＰ（設
定値）に達しているか否かを判別する（ステップＳ
３）。

【００３７】つまり、この実施形態においては、バイト
１のＺ軸方向の移動がある程度の量に達し、ワーク３の
撓みの変化が問題となるような時点で初めて過剰切込み
量の補正を行うようにしており、この移動量｜Ａ（ｚ）
−Ｂ（ｚ）｜が補正実行ピッチＰに達するまでの間は、
従来と同様、ステップＳ１の処理で求められた分配パル
スΔｘ，Δｚをそのまま出力して（ステップＳ１３）、
各軸の軸制御開路３０，３１およびサーボアンプ４０，
４１によりＸ，Ｚ各軸のサーボモータ５０，５１を制御
して（図５参照）、バイト１（刃物台）の移動のための
補間動作を行わせる。

【００３８】但し、分配パルスΔｘ，Δｚの移動指令は
インクリメンタル量であるから、最終仕上げ加工の開始
位置ｚ０からｚ０＋Ｐの区間（最初の過剰切り込みの補
正が行われるまでの区間）を除けば、バイト１の移動軌
跡は必ずしも加工プログラムによる加工経路と一致する
わけではない。過剰切り込みの補正が既に何度か行われ
ている場合においては、当然、バイト１の移動軌跡は、
加工プログラムによって決まる移動軌跡に対し、撓みの
方向（−ｘの方向）にオフセットされたかたちとなる。
いうまでもなく、補正実行ピッチＰは、測定点間の距
離、例えば、ｚ０−ｚ１間の距離に比べ、遥かにオーダ
ーが小さい。

【００３９】ステップＳ１〜ステップＳ３およびステッ
プＳ１３の処理を繰り返し実行する間に、前回の補正操
作を行った位置Ｂ（ｚ）から次のバイト１の移動先Ａ
（ｚ）までのＺ軸移動量が補正実行ピッチＰに達し、ス
テップＳ３の判別結果が真となると、プロセッサ１１
は、区間検索指標ｉを一旦初期化した後（ステップＳ
４）、その値を１インクリメントして最初の区間を示す
値ｉ（＝１）に合わせ（ステップＳ５）、図４に示すよ
うなデータファイルから該区間ｉの始点および終点に対
応するＸ軸座標ｚi-1 およびｚi を読み込み、バイト１
の移動先Ａ（ｚ）が該区間ｉ内にあるか否かを判別する
（ステップＳ６）。

【００４０】そして、バイト１の移動先Ａ（ｚ）がこの
区間ｉに含まれていなければ、プロセッサ１１は、バイ
ト１の移動先Ａ（ｚ）を含む区間ｉが検出されるまでの
間、前記と同様にしてステップＳ５およびステップＳ６
の処理を繰り返し実行し、バイト１の移動先Ａ（ｚ）を
含む区間ｉを求める。

【００４１】次いで、プロセッサ１１は、区間検索指標
ｉの値に基き該区間ｉに対応して記憶された補間直線の
傾きａｉと撓み軸切片ｂｉとを図４に示すようなデータ
ファイルから読み込み（ステップＳ７）、これらの値と
バイト１の移動先Ａ（ｚ）の値に基いてα＝ａｉ×Ａ
（ｚ）＋ｂｉの式により、バイト１の移動先Ａ（ｚ）の
位置に対応する撓みα、つまり、過剰切込みの補正量α
を求める（ステップＳ８）。

【００４２】この値αは、図３からも明らかなように、
ワーク３に撓みが生じていない状態を零としたときの絶
対量であり、一方、移動指令のΔｘは位置ループの処理
周期毎にインクリメンタル量で与えられるようになって
いるから、バイト１の移動先Ａ（ｚ）において絶対的な
補正量α（要するに加工プログラムに対するオフセット
量）を得るための補正量Δαをインクリメンタル量とし
て求め直す必要がある。

【００４３】そこで、プロセッサ１１は、バイト１の移
動先Ａ（ｚ）の位置に対応する撓みαの値から補正量積
算レジスタＡ（α）の値を減じ、この段階で新たに出力
すべき補正量Δα、つまり、あとΔαだけ移動指令を出
力すれば総合的な補正量が撓みαに一致するというΔα
の値を求め（ステップＳ９，図５におけるブロック１０
０の処理）、ステップＳ１の処理で求めたＸ軸方向の分
配量ΔｘにΔαを加算し、Ｘ軸移動指令Δｘとして再記
憶する（ステップＳ１０）。結果的に、このＸ軸移動指
令ΔｘとステップＳ１で求めたＺ軸方向の分配量Δｚに
よりバイト１の刃物台を駆動すれば、バイト１は各位置
における製品形状の輪郭のＸ軸座標に前記各位置毎の補
正量αを加えて形成される移動軌跡に沿って移動するこ
とになり、ワーク３の撓みによる切削不足は全て解消さ
れることになる。

【００４４】切削不足の補正に必要とされるＸ軸移動指
令Δｘを求めたプロセッサ１１は、更に、補正量積算レ
ジスタＡ（α）に今回算出したΔαの値を加算して補正
量の総和を更新し（ステップＳ１１）、移動先Ａ（ｚ）
の位置を補正実行位置として補正実行位置記憶レジスタ
Ｂ（ｚ）に更新記憶する（ステップＳ１２）。

【００４５】次いで、プロセッサ１１は、補正処理を行
わなかった場合と同様、分配パルスΔｘ，Δｚを出力し
て（ステップＳ１３）、各軸の軸制御開路３０，３１お
よびサーボアンプ４０，４１によりＸ，Ｚ各軸のサーボ
モータ５０，５１を制御して（図５参照）、バイト１の
移動のための補間動作を行わせる。

【００４６】以下、プロセッサ１１は、位置ループの処
理周期毎に前記と同様の処理操作を繰り返し実行し、結
果的に、バイト１がＺ軸方向に補正実行ピッチＰだけ移
動する毎にバイト１の切込みがΔαだけ補正され、改め
てバイト１がＺ軸方向に補正実行ピッチＰだけ移動する
までの間、バイト１は、加工プログラムで決まる加工経
路をワーク３の撓み方向にαだけオフセットした移動経
路に沿って移動することになる。

【００４７】従って、補正実行ピッチＰの区間内では撓
みαの変化が無視されることになるが、既に述べた通
り、補正実行ピッチＰは、測定点間の距離のオーダーに
比べて遥かに小さなオーダーで設定されているので、こ
の区間内で撓みαの変化を無視したところで実質的な問
題はない。

【００４８】以上、一実施形態として、補間直線の傾き
ａｉと撓み軸切片ｂｉとをデータファイルに記憶させて
おいてバイト１の移動先位置に対応する補正量αを求
め、この補正量αとそれまでの補正量の積算値Ａ（α）
との差からインクリメンタル量として出力すべき補正値
Δαを求めるようにしたものについて述べたが（ステッ
プＳ８，ステップＳ９）、加工経路上の区間ｚi-1 〜ｚ
i の各々に対応させて補正実行ピッチＰに対応するイン
クリメンタル補正値Δαｉを予め求めてデータファイル
に記憶させておくようにし（図４参照）、このデータフ
ァイルを参照して切込み量の補正を行うようにすること
も可能である。要するに、補正値Δαｉは補正実行ピッ
チＰを単位として各区間毎の撓みの変化量を示す値であ
る。

【００４９】補正値Δαｉを記憶したデータファイルを
用いて切込みの補正を行う場合は、図６におけるステッ
プＳ７〜ステップＳ１１の処理に代えて、Δαｉの読み
込み処理（ステップＳ７〜ステップＳ９およびステップ
Ｓ１１に代わる処理）と、Δｘ←Δｘ＋Δαｉの処理
（ステップＳ１０に代わる処理）とを実施するようにす
ればよい。

【００５０】但し、この場合は、バイト１が補正実行ピ
ッチＰを移動するに必要とされる所要時間が位置ループ
制御の処理周期の整数倍になるといった保証はなく、バ
イト１が補正実行ピッチＰをかなり越えて移動してか
ら、これに遅れて補正値Δαｉの出力が行われるといっ
た場合もあり、精度の点で前述の実施形態よりも劣るの
は仕方のないところである。

【００５１】無論、前述した実施形態においてもバイト
１が補正実行ピッチＰを移動するに必要とされる所要時
間が位置ループ制御の処理周期の整数倍になるといった
保証はないが、前述の実施形態では、バイト１の移動先
位置に対応する補正量αを求め、この補正量αからそれ
までの補正量の積算値Ａ（α）を減じた値を補正値Δα
として出力するようにしているので、移動所要時間と処
理周期との不一致による補正誤差は補正値Δα自体によ
り解消され、補正誤差が累積されるといった問題はな
い。

【００５２】以上の実施形態においては本発明を旋盤加
工に適用する場合についてのみ説明したが、本発明は、
従来からあるバランスカット機能のように切削力による
ワークの撓みを規制することで加工誤差をなくすもので
はなく、切削力によりワークを自然な状態に撓ませ、更
にこの撓みに相応する分の過剰切込みを加えることによ
って加工誤差をなくすものであるから、旋盤加工の他、
フライス盤や研削盤による加工、つまり、ワークを片側
のみから削るような加工に対しても適用することができ
る（フライス盤や研削盤による加工では、テーブルとの
間の接地性や寸法精度の向上のためにワークの下面に足
を残したままワークをテーブル上に固定した状態で切削
加工を行ったり、箱状のワークを裏返して切削加工を行
ったりする場合があるので、ワークに撓みが生じる可能
性があり、これを解消する必要が生じる場合もある）。

【００５３】

【発明の効果】本発明の切削誤差補正方法によれば、仕
上げ段階においてワークに深い切込みを入れてもワーク
の撓みによる加工誤差が生じることがないため、短い加
工所要時間と十分な寸法精度とを両立して実現すること
ができる。

【００５４】また、従来からあるバランスカット機能の
ようにその用途が旋盤に限定されることなく、フライス
加工や検索加工等のようにワークを片側からだけ削る加
工に対してもワークの撓みによる加工誤差を解消するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＮＣ工作機械を駆動制御する制御装置の要部を
示す機能ブロック図である。

【図２】工作機械としてのＮＣ旋盤の要部を示す概念図
である。

【図３】加工経路上のＺ軸位置と撓み量との関係を示す
概念図である。

【図４】ワークを押圧したときに生じるワークの撓み量
を加工経路上の工具位置に対応させて記憶するデータフ
ァイルの一例を示す概念図である。

【図５】一実施形態における位置制御の概略を示した機
能ブロック図である。

【図６】同実施形態における切削誤差補正処理の概略を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１バイト（切削工具）２チャック３ワーク４心押シ軸１１プロセッサ１２ＲＯＭ１３ＲＡＭ１４ＣＭＯＳメモリ１５インターフェイス１６プログラマブル・マシン・コントローラ１７Ｉ／Ｏユニット１８，１９，２０インターフェイス２１バス３０，３１軸制御回路４０，４１サーボアンプ５０，５１サーボモータ６０スピンドル制御回路６１スピンドルアンプ６２主軸モータ７０ＣＲＴ／ＭＤＩユニット７１手動パルス発生器７２フロッピーカセットアダプタ１００制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】設定切込み量でワークを切削したときに
工具の切込み方向に作用する押圧力を求め、該押圧力に
より加工経路上の各工具位置でワークを押圧したときに
生じるワークの撓み量を加工経路上の各工具位置に対応
させて予め測定記憶しておき、同一ワークの加工に際
し、工具位置に応じて前記記憶した撓み量に相当する分
の過剰切込みを加えることで加工済ワークの寸法精度を
確保することを特徴としたＮＣ工作機械における切削誤
差補正方法。
【請求項２】加工経路上の複数の工具位置を測定点と
して工具の押圧力によって生じるワークの撓み量を求
め、各測定点におけるワークの撓み量のデータを補間し
て各測定点間の各位置における加工経路上のワークの撓
み量を推定することを特徴とした請求項１記載のＮＣ工
作機械における切削誤差補正方法。
【請求項３】ワークの断面積が不連続的に変化する加
工経路上の工具位置を測定点として工具の押圧力によっ
て生じるワークの撓み量を求め、各測定点におけるワー
クの撓み量のデータを補間して各測定点間の各位置にお
ける加工経路上のワークの撓み量を推定することを特徴
とした請求項２記載のＮＣ工作機械における切削誤差補
正方法。