JPS59142045A - 数値制御工作機械 - Google Patents
数値制御工作機械Info
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- JPS59142045A JPS59142045A JP1299183A JP1299183A JPS59142045A JP S59142045 A JPS59142045 A JP S59142045A JP 1299183 A JP1299183 A JP 1299183A JP 1299183 A JP1299183 A JP 1299183A JP S59142045 A JPS59142045 A JP S59142045A
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- Japan
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- tool
- machining
- workpiece
- shape
- machine tool
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
- G05B19/4166—Controlling feed or in-feed
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37207—Verify, probe, workpiece
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は数値制御工作機械にかかわり、特に、研削盤、
旋盤などで被削物を高い形状精度で加工する数値制御工
作機械に関するものである。
旋盤などで被削物を高い形状精度で加工する数値制御工
作機械に関するものである。
第１図は、数値制御旋盤において、工具をＸ−Ｚ方向に
同時２軸制御することによって被削物を加工する場合の
従来技術を示しだ概略説明図である。図において、１は
機械本体、２はチャック、６は被削物、４はＸ−Ｚテー
ブル、５は工具台、６は工具、７ａ、７ｂは駆動モータ
、７Ｃはスピンドルモータ、８は数値制御装置、９．１
０は数値指令テープである。
同時２軸制御することによって被削物を加工する場合の
従来技術を示しだ概略説明図である。図において、１は
機械本体、２はチャック、６は被削物、４はＸ−Ｚテー
ブル、５は工具台、６は工具、７ａ、７ｂは駆動モータ
、７Ｃはスピンドルモータ、８は数値制御装置、９．１
０は数値指令テープである。
この従来技術では、ミクロンオーダの形状精度を達成す
るため、次のようなプロセスで加工を行っていた。すな
わち、最終形状を得るだめの工具経路指令および加工条
件指令等がプログラムされた数値指令テープ９により第
１次の仕上切削を行った後、被削物６をチャック２がら
取り外し、該゛被削物６の加工形状を個別に測定し、加
工形状が所望の公差以上の誤差を生じた場合は、ふたた
び前記被削物６をチャック２に取り付け、加工形状誤差
を補正した新しい数値指令テープ１ｏにより第２次の仕
上切削を行っていた。
るため、次のようなプロセスで加工を行っていた。すな
わち、最終形状を得るだめの工具経路指令および加工条
件指令等がプログラムされた数値指令テープ９により第
１次の仕上切削を行った後、被削物６をチャック２がら
取り外し、該゛被削物６の加工形状を個別に測定し、加
工形状が所望の公差以上の誤差を生じた場合は、ふたた
び前記被削物６をチャック２に取り付け、加工形状誤差
を補正した新しい数値指令テープ１ｏにより第２次の仕
上切削を行っていた。
しかしながら、このプロセスでは、いかに加工形状誤差
を高精度に求めて第２次仕上切削にフィードバックして
も、加工系と加工形状測定系が異なるため、機械の運動
誤差、熱歪などの定常誤差を排除できない欠点があった
。さらには、第２次の仕上切削のだめに被削物６をふた
たびチャック２に精度良く取り付けなければならないた
め、がなり長時間を費やす欠点があった。
を高精度に求めて第２次仕上切削にフィードバックして
も、加工系と加工形状測定系が異なるため、機械の運動
誤差、熱歪などの定常誤差を排除できない欠点があった
。さらには、第２次の仕上切削のだめに被削物６をふた
たびチャック２に精度良く取り付けなければならないた
め、がなり長時間を費やす欠点があった。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を排除し、加
工形状精度を向上させ、かつ仕上加工までの総加工時間
を短縮させることができ、さらに自動化を考慮した数値
制御工作機械を提供するにある。
工形状精度を向上させ、かつ仕上加工までの総加工時間
を短縮させることができ、さらに自動化を考慮した数値
制御工作機械を提供するにある。
本発明は、前記目的を達成するため、工具と同時に微小
変位計をＸ−Ｚテーブル上の適所に設け、第１次仕上切
削直後の被削物の加工形状を該微小変位計で機上検出し
、検出結果に基づき演算処理装置で誤差解析を行い、誤
差分を第２次仕上切削で排除するようにすることにより
、機械の運動誤差、熱歪等の定常誤差や、被削物のチャ
ッキング誤差を排除するようにしたもので、これにより
、極めて高精度な加工形状が得られるように図ったもの
である。
変位計をＸ−Ｚテーブル上の適所に設け、第１次仕上切
削直後の被削物の加工形状を該微小変位計で機上検出し
、検出結果に基づき演算処理装置で誤差解析を行い、誤
差分を第２次仕上切削で排除するようにすることにより
、機械の運動誤差、熱歪等の定常誤差や、被削物のチャ
ッキング誤差を排除するようにしたもので、これにより
、極めて高精度な加工形状が得られるように図ったもの
である。
以下、本発明の二実施例を図に基づいて具体的に説明す
る。第２図は本実施例の装置を具備した旋盤の概略を示
したもので、第６図は第２図における数値制御装置の処
理フローを示したものである。また、第４図は工具軌跡
を解説するだめの図である。なお、上記第２図において
、第１図と同じ部分は同一符号を付しである。第２図に
おいて、工具台５に画定された工具６と、被削物６と接
する高さ方向の位置が該工具６のそれと同じ位置にあり
かつＸ方向に該工具６と適切な間隔をもって前記工具台
５に固定された接触型あるいは非接触型の微小変位計１
１とが、駆動モータ７ａ、７ｂによってそれぞれＺ、Ｘ
方向に移動せしめられるＸ−Ｚテーブル４の上面に固定
されており、該Ｘ−Ｚテーブル４は機械本体１に設置さ
れている。まだ、機械本体１には、その軸心がＺ軸と平
行になるように被削物６がチャック２に取り付けられて
いる。なお、前記微小変位計１１からの出力信号は増幅
回路１２で増幅され、さらにＡ−Ｄ変換回路１６でデジ
タル信号に変換されるようになっている。他方、最終形
状を得るだめの工具６の軌跡指令、加工条件指令、およ
び機上測定を行うだめの微小変位計１１の軌跡指令が同
時にプログラムされた数値指令テープ９からの情報を読
み取り、前記駆動モータ７ａ、７ｂおよびスピンドルモ
ーノアＣを駆動制御するだめの数値制御装置８が設置さ
れている。なお、この数値制御装置８は、前記数値指令
テープ９の情報を読み取るだめのテープ読取り部８１と
、該テープ読取り部８１が読み取った情報に基づきＸ−
Ｚテーブル４を移動せしめるだめの指令を出力するとと
もに、後述の誤差解析および工具軌跡補正等の演算処理
を行う演算処理部８２と、該演算処理部８２かもの出力
指令に基づきＸ−Ｚテーブル４および先端に被削物６を
具備したスピンドル（図示せず）を駆動せしめるそれぞ
れのモータ７ａ、７ｂ、７Ｃを駆動制御するだめの制御
部８６と、該制御部８６かもの出力信号を前記モータ７
ａ〜７Ｃの駆鯖信号に増幅、変換するだめのアンプ部８
４３〜８４Ｃと、前記Ａ−Ｄ変換回路１６から出力され
るデータ情報を時分割で入力し、結果を前記演算処理部
８２へ出力するだめのデータ入力部８５とからなってい
る。
る。第２図は本実施例の装置を具備した旋盤の概略を示
したもので、第６図は第２図における数値制御装置の処
理フローを示したものである。また、第４図は工具軌跡
を解説するだめの図である。なお、上記第２図において
、第１図と同じ部分は同一符号を付しである。第２図に
おいて、工具台５に画定された工具６と、被削物６と接
する高さ方向の位置が該工具６のそれと同じ位置にあり
かつＸ方向に該工具６と適切な間隔をもって前記工具台
５に固定された接触型あるいは非接触型の微小変位計１
１とが、駆動モータ７ａ、７ｂによってそれぞれＺ、Ｘ
方向に移動せしめられるＸ−Ｚテーブル４の上面に固定
されており、該Ｘ−Ｚテーブル４は機械本体１に設置さ
れている。まだ、機械本体１には、その軸心がＺ軸と平
行になるように被削物６がチャック２に取り付けられて
いる。なお、前記微小変位計１１からの出力信号は増幅
回路１２で増幅され、さらにＡ−Ｄ変換回路１６でデジ
タル信号に変換されるようになっている。他方、最終形
状を得るだめの工具６の軌跡指令、加工条件指令、およ
び機上測定を行うだめの微小変位計１１の軌跡指令が同
時にプログラムされた数値指令テープ９からの情報を読
み取り、前記駆動モータ７ａ、７ｂおよびスピンドルモ
ーノアＣを駆動制御するだめの数値制御装置８が設置さ
れている。なお、この数値制御装置８は、前記数値指令
テープ９の情報を読み取るだめのテープ読取り部８１と
、該テープ読取り部８１が読み取った情報に基づきＸ−
Ｚテーブル４を移動せしめるだめの指令を出力するとと
もに、後述の誤差解析および工具軌跡補正等の演算処理
を行う演算処理部８２と、該演算処理部８２かもの出力
指令に基づきＸ−Ｚテーブル４および先端に被削物６を
具備したスピンドル（図示せず）を駆動せしめるそれぞ
れのモータ７ａ、７ｂ、７Ｃを駆動制御するだめの制御
部８６と、該制御部８６かもの出力信号を前記モータ７
ａ〜７Ｃの駆鯖信号に増幅、変換するだめのアンプ部８
４３〜８４Ｃと、前記Ａ−Ｄ変換回路１６から出力され
るデータ情報を時分割で入力し、結果を前記演算処理部
８２へ出力するだめのデータ入力部８５とからなってい
る。
次に、動作について説明する。いま、あらかしめ前工程
においである程度の形状精度まで粗切削された被削物６
をチャック２に取り付けた後、スピンドルモータ７Ｃを
駆動せしめ、前記被削物６を回転させる。その後、数値
指令テープ９からの情報に基づきＸ−Ｚテーブル４を移
動せしめ、工具乙により第１次仕上切削を行う。この第
１次仕上切削が終了した後、微小変位計１１を前記第１
次仕上切削工程で工具６が通過した軌跡の適切な点に位
置せしめるように前記Ｘ−Ｚテーブル４を移動せし−め
、微小変位計１１が所望の点に位置決めされた直後、前
記Ｘ−Ｚテーブル４の位置と前記微小変位計１１の変位
量とを測定する。この測定を適当な回数だけ繰り返した
後、測定結果を基に演算処理部８２により誤差解析を行
い、もし生じた形状誤差が所望の公差を越えていれば、
前記誤差分を排除するがごとく第１次仕上切削時の工具
軌跡を修正し、その後、第２次仕上切削を行う。
においである程度の形状精度まで粗切削された被削物６
をチャック２に取り付けた後、スピンドルモータ７Ｃを
駆動せしめ、前記被削物６を回転させる。その後、数値
指令テープ９からの情報に基づきＸ−Ｚテーブル４を移
動せしめ、工具乙により第１次仕上切削を行う。この第
１次仕上切削が終了した後、微小変位計１１を前記第１
次仕上切削工程で工具６が通過した軌跡の適切な点に位
置せしめるように前記Ｘ−Ｚテーブル４を移動せし−め
、微小変位計１１が所望の点に位置決めされた直後、前
記Ｘ−Ｚテーブル４の位置と前記微小変位計１１の変位
量とを測定する。この測定を適当な回数だけ繰り返した
後、測定結果を基に演算処理部８２により誤差解析を行
い、もし生じた形状誤差が所望の公差を越えていれば、
前記誤差分を排除するがごとく第１次仕上切削時の工具
軌跡を修正し、その後、第２次仕上切削を行う。
また、前記形状誤差が公差以下であれば、仕上切削を終
了する。
了する。
以上のことを第４図により補足説明すれば、第１次仕上
切削がなされた被削物６の断面形状（ロ）が、理想断面
形状（イ）に比べて所望の公差を越えている場合、生じ
た誤差を排除するがごとく新しく第２次仕上切削用軌跡
（）・）を作成し、第２次仕上切削用の軌跡指令とする
のである。
切削がなされた被削物６の断面形状（ロ）が、理想断面
形状（イ）に比べて所望の公差を越えている場合、生じ
た誤差を排除するがごとく新しく第２次仕上切削用軌跡
（）・）を作成し、第２次仕上切削用の軌跡指令とする
のである。
本実施例によれば、被削物６をチャック２より取り外す
ことなく、加工と形状測定とを同一加工機上で行うよう
にしたため、機械の運動誤差、熱歪および環境変化によ
る誤差、例えば被削物のチャッキングのばらつき、ある
いは工具の定常摩耗などによる誤差を排除することがで
き、高精度な加工形状が得られるとともに、段取り時間
を短縮できる効果がある。
ことなく、加工と形状測定とを同一加工機上で行うよう
にしたため、機械の運動誤差、熱歪および環境変化によ
る誤差、例えば被削物のチャッキングのばらつき、ある
いは工具の定常摩耗などによる誤差を排除することがで
き、高精度な加工形状が得られるとともに、段取り時間
を短縮できる効果がある。
なお、上記実施例の説明では、Ｘ−Ｚテーブル４に固定
された工具６と微小変位計１１ とを移動させているが
、その代りに、両者を固定し、被削物６を相対的に移動
させても、同様な効果が得られる。
された工具６と微小変位計１１ とを移動させているが
、その代りに、両者を固定し、被削物６を相対的に移動
させても、同様な効果が得られる。
また、上記した例は、誤差修正加工を１回のみ行ってい
るが、数回の加工・形状誤差測定の繰返しによる誤差修
正加工を行って、加工誤差を最小に収束させることもで
きる。
るが、数回の加工・形状誤差測定の繰返しによる誤差修
正加工を行って、加工誤差を最小に収束させることもで
きる。
また、上記実施例ゆ、工作７機械が旋盤である例につい
て説明したが、一本発明は研削盤等の他の数値制御工作
機械についても適用できることは明らかである。
て説明したが、一本発明は研削盤等の他の数値制御工作
機械についても適用できることは明らかである。
以上説明したように、本発明によれば、数値制御装置を
備えだ工作機械によって高精度な加工形状精度が要求さ
れる被削物を加工するに当たり、第１次仕上加工後の形
状精度を同一加工機上で測定し、誤差分を第１次仕上加
工時の工具軌跡から −補正・修正し、補正・修正後の
工具軌跡に基づき第２次仕上加工を行うようにしたため
、機械の運動誤差、熱歪および環境変化による誤差等の
定常誤差を排除することができ、極めて高精度な加工形
状精度が得られるとともに、段取り時間を短縮できるこ
とから、測定工程をも含む仕上加工までの総加工時間を
短縮できる効果がある。
備えだ工作機械によって高精度な加工形状精度が要求さ
れる被削物を加工するに当たり、第１次仕上加工後の形
状精度を同一加工機上で測定し、誤差分を第１次仕上加
工時の工具軌跡から −補正・修正し、補正・修正後の
工具軌跡に基づき第２次仕上加工を行うようにしたため
、機械の運動誤差、熱歪および環境変化による誤差等の
定常誤差を排除することができ、極めて高精度な加工形
状精度が得られるとともに、段取り時間を短縮できるこ
とから、測定工程をも含む仕上加工までの総加工時間を
短縮できる効果がある。
第１図は従来技術による数値制御旋盤の概略説明図、第
２図は本発明の一実施例である数値制御旋盤の概略説明
図、第６図は該実施例における数値制御装置の処理を示
すフローチャート、第４図は該実施例における工具軌跡
を解説するだめの説明図である。 符号の説明 １・・・機械本体 ２・・・チャック６・・・
被削物 ４・・・Ｘ−Ｚテーブル５・・・工
具台 ６・・・工具７ａ、７ｂ・・・駆動モ
ータ ７Ｃ・・・スピンドルモータ ８・・・数値制御装置 ９．１０・・・数値指令テープ １１・・・微小変位計 １２°°°増幅回路１６
・・・Ａ−Ｄ変換回路 ８１・・・テープ読取り部８２
・・・演算処理部 ８６・・・制御部８４８〜８
４Ｃ・・・アンプ部８５・・・データ入力部代理人弁理
士 中村純之助 才２図
２図は本発明の一実施例である数値制御旋盤の概略説明
図、第６図は該実施例における数値制御装置の処理を示
すフローチャート、第４図は該実施例における工具軌跡
を解説するだめの説明図である。 符号の説明 １・・・機械本体 ２・・・チャック６・・・
被削物 ４・・・Ｘ−Ｚテーブル５・・・工
具台 ６・・・工具７ａ、７ｂ・・・駆動モ
ータ ７Ｃ・・・スピンドルモータ ８・・・数値制御装置 ９．１０・・・数値指令テープ １１・・・微小変位計 １２°°°増幅回路１６
・・・Ａ−Ｄ変換回路 ８１・・・テープ読取り部８２
・・・演算処理部 ８６・・・制御部８４８〜８
４Ｃ・・・アンプ部８５・・・データ入力部代理人弁理
士 中村純之助 才２図
Claims (1)
- （１）工具または被削物を搭載し、少々くとも２つの軸
からなる平面上でテーブルを同時２軸制御することによ
って該被削物を加工する数値制御工作機械であって、被
削物を加工する工具と、該工具と適切な間隔をもって前
記工具と平行に固定された、被削物の形状を測定するだ
めの接触型あるいは非接触型の微小変位計とを同一平面
上の機構部に設け、前記工具で加工した直後の被削物の
加工形状を前記微小変位計で測定するとともに、前記加
工形状の理想形状に対する誤差分を補正・修正して、最
終加工を行うようにしたことを特徴とする数値制御工作
機械。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の数値制御工作機械
において、微小変位計およびテーブルを移動せしめる駆
動モータに接続し、かつ該微小変位計の変位情報および
前記テーブルの位置情報を入力し記憶する演算処理装置
を具備し、該演算処理装置が、加工直後の被削物の形状
精度を読み取り、所望の誤差解析を行い、解析結果に基
づき最終加工時の工具軌跡を前記加工時の工具軌跡から
補正・修正して求めることを特徴とする数値制御工作機
械。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1299183A JPS59142045A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 数値制御工作機械 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1299183A JPS59142045A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 数値制御工作機械 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59142045A true JPS59142045A (ja) | 1984-08-15 |
| JPH0319023B2 JPH0319023B2 (ja) | 1991-03-14 |
Family
ID=11820669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1299183A Granted JPS59142045A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 数値制御工作機械 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59142045A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63251148A (ja) * | 1987-04-03 | 1988-10-18 | Om Seisakusho:Kk | 数値制御工作機械における寸法補正方法及びその装置 |
| EP0314333A2 (en) * | 1987-10-12 | 1989-05-03 | OCN-PPL S.p.A. | Apparatus for measuring and correcting machining dimensions |
| WO1997006922A1 (fr) * | 1995-08-15 | 1997-02-27 | The Institute Of Physical And Chemical Research | Procede de controle des formes et machines a commande numerique fonctionnant selon ce procede |
| WO2001098847A2 (de) * | 2000-06-19 | 2001-12-27 | Boehringer Werkzeugmaschinen Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum vermessen und bearbeiten von werkstücken |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5621747A (en) * | 1979-07-20 | 1981-02-28 | Hitachi Seiko Ltd | Machining device for thin plate |
| JPS57194854A (en) * | 1981-05-23 | 1982-11-30 | Agency Of Ind Science & Technol | Ultra-precision machining |
| JPS5810441A (ja) * | 1981-07-10 | 1983-01-21 | Toshiba Mach Co Ltd | 精密切削加工システム |
-
1983
- 1983-01-31 JP JP1299183A patent/JPS59142045A/ja active Granted
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| US5910040A (en) * | 1995-08-15 | 1999-06-08 | The Institute Of Physical And Chemical Research | Method of controlling shape and NC processing apparatus utilizing the method |
| WO2001098847A2 (de) * | 2000-06-19 | 2001-12-27 | Boehringer Werkzeugmaschinen Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum vermessen und bearbeiten von werkstücken |
| WO2001098847A3 (de) * | 2000-06-19 | 2003-09-18 | Boehringer Werkzeugmaschinen | Verfahren und vorrichtung zum vermessen und bearbeiten von werkstücken |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0319023B2 (ja) | 1991-03-14 |
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