JPS59202008A - 位置補正方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は少なくとも２つの制御軸を有する工作機械にお
いて、第１軸方向の機械位置に応じて第２軸方向の機械
位置を補正する位置補正方法に関する。

〈従来技術〉 数値制御工作機稠においてはピッチ誤差、バンクラッシ
ュなど機械的要因に基づく位置誤差が発生する。このた
め数値制御装置は一般にピッチ誤差補正、バックラッシ
ュ補正機能を有しこの機能により上記位置誤差を補正し
ている。か＼る位置誤差のうちピッチ誤差については、
たとえば以下の純電気的な方法が採用されている。

即ち、この方法は機械可動部の各軸移動方向（Ｘ軸方向
、Ｙ軸方向・・・）毎にその移動範囲を複数の区間に分
割する。たとえばＸ軸方向については移動範囲をＡＸｉ
　（ｉ＝１　、２　、・・・）に分割し、各区間に対応
してピッチ誤差補正量ＥＸｉ（ｉ＝１　、２　、・・・
）を記憶させる。そして、機械可動部のＸ軸方向現在位
置が所定の区間ＡＸｉに進入した際、該区間に対応する
前記ピッチ誤差補正量ＥＸｉを読出し、該補正量ＥＸｉ
と機械の移動方向（プラス方向、マイナス方向）とに基
いて機械可動部のＸ軸方向現在位置を補正する。この方
式によればドックやりミノトスインチ等機械的素子が不
要であり、精度の高い補正ができる。

ととろで、か＼る従来のピッチ誤差補正方式においては
、−の軸方向たとえばＸ軸方向のピッチ誤差補正１ＥＸ
ｉはＸ軸方向の現在位置にのみ依存し、Ｙ軸方向等他の
軸方向の現在位置には無関係であった。換言すれげＸ、
Ｙ、Ｚ軸方向のピッチ誤差補正量Ｅ　ｘ　ｒ　Ｅ　ｙ　
＋　Ｅ　ｚはそれぞれＥｘ＝ｆｘｆｘ）＋　Ｅｙ＝ｆｙ
（ｙ）、　Ｅｚ＝ｆｚ（ｚ）　　　　（１）で表現され
る。

このため、ピッチ誤差を含めある軸方向の位置補正量が
該軸方向の現在位置のみならず他の軸の現在位置にも依
存するような場合には前記従来方式では高精度の位置補
正ができなかった。尚、あ依存する例としては、たとえ
ば次の第１図、第２図の場合がある。第１図において、
テーブルＴＢＬ上に載置されたワークＷＫをスピンドル
ＳＰに接待された工具ＴＬにより加工するには、テーブ
ルをＹ軸方向に移動させて位置決めし、しかる後工具Ｔ
　ＬをＺ軸方向に移動させることにより行なう。

かＮる第１図構成の工作機械においてはワークＷＫやテ
ーブル置などの重みにより点線に示すように送りねじが
たわみワークＷＫのＺ軸方向位置がづれる。そして、こ
のＺ軸方向の位置づれ量はテーブルのＹ軸方向位置に依
存する。以上から、Ｚ軸方向の機械位置（工具位置）を
Ｚ軸方向現在位置のみならずＹ軸方向の機械位置（デー
プル位ｉりに応じて補正する必要がある。

又、第２図に示すようにワークＷ　Ｋが載置されるベッ
ドＢＴの１軸方向（たとえばＸ軸方向うの長さが大きい
場合には、該ベッドはＸ軸に沿ってなめらかなうなりを
呈する場合があり、か−る場合ワークのＺ＠あるいはＹ
軸方向位置が点線に示すようづれる。従って、第１図の
場合と同様に工具′１゛ＬのＸ軸方向現在位置に応じて
Ｚ軸方向及びＹ軸方向位置を補正する必要がある。

以−ヒから、本願出願人は！願昭５５−１３６６１０号
において、各軸の位置補正ｉＥｘ　、　Ｅｙ　、　Ｅｚ
がそれぞれ全軸の機械現在位置に依存するような位置補
正方式、すなわちＥｘ　、　Ｅｙ　、　Ｅｚが次式Ｅｘ
　＝　ｆ　ｘ　（ＸＡ、ＹＡ、　ＺＡ　）Ｂｙ＝　ｆ、
　（ＸＡ、ＹＡ、ＺＡ　）Ｅ　ｚ　＝　ｆ　ｚ　（ＸＡ
　、　ＹＡ　、　ＺＡ　）により表現されるような位置
補正方式を提案している。尚、ＸＡ、ＹＡ、ＺＡはＸ軸
、Ｙ軸、Ｚ軸方向の現在位置である。

〈従来技術の問題点〉 しかし、従来方法においては２次元平面（２軸制御の場
合）或いは６次元中間（６軸制御の場合）を多数の小領
域に分割すると共に各領域毎に各軸位置補正量Ｅｘ、Ｅ
ｙ、Ｅｚを記憶させておき、実際の補正に際し機械現在
位置が属する領域を判別し、しかる後該領域に対応する
所定の位置補正量を絖み出して位置補正するものである
。このため、従来方法では設定すべき位置補正データ数
が非常に多くなり、設定作業、設定変更作業が煩雑とな
り、しかも相当数のメモリを必要とする欠点があった。

更に、上記従来方法では一度に多数の補正パルスを発生
して位置補正しなければならない場合があり、位置補正
を最小設定単位量毎にきめ細かく行なえないという欠点
があった。

〈発明の目的〉 本発明の目的は位置補正を行なうだめに設定（７なけれ
ばならない位置補正データ数を棒力少なくでき、結果的
に設定作業、設定変更作業を容易にでき、しかも使用す
るメモリがわづかでよい位置補正方法を提供することで
ある。

本発明の別の目的は位置補正を機械移動片の最小設定単
位毎にきめ細かく行なえる位置補正方法を提供すること
である。

〈発明の概要〉 本発明は少なくとも２つの制御軸を有する工作機械にお
いて、第１軸方向の機械位置に応じて第２軸方向の機械
位置を補正する位置補正方法であり、鉋７１軸方向の複
数の位置と該各位置に対する第２軸方向の機械位置補正
量との対応関係を予めメモリに記憶させておき、該関係
を用いて第１軸方向の機械位置に対応する第２軸方向の
機械位置補正量を折線近似し２、第１軸方向の機械現在
位置に応じて第２軸方向の機械位置を前記近似された折
線に沿って補正する位置補正方法である。そして、本発
明によれば位置補正を行なうだめに設定しなければなら
ない設定データ数を少なくてさ、しかも位置補正を機械
移動量の最小設定単位毎にきめ細かく行なえるため高精
度の加工ができ／−０〈実施例〉 第５図は本発明の概略説明図である。第１軸（だとえば
Ｘ＠１〕方向の複数の位置ＰＩ　＋　ｐ２＋　ｐ３１Ｐ
４における第２軸（たとえばＹ＠）方向の位置補Ｊｌ’
、　’＋　＋　’２　＋　’３　＋　”４を予め測定し
、各ホイｙ）Ｐｉ（ｉ、＝１．２，５，４）のＸ軸位置
ｘ１（ｉ＝１．２，３゜４〕とＹ軸方向の位置補正１ｇ
１（ｉ＝１．２，３．４）の関係をパラメータとしてメ
モリに記憶させ、Ｘ軸の全ストローク範囲におけるＹ軸
方向の位置補正量を図示のように折線近似する。そして
、複数の位置Ｐｉ　（ｉ＝１．２，３．４）をそれぞれ
境界点とする複数の領域ＡＲ１、ＡＲ２、Ａｌｌのうち
機械現在位置が属する領域の折線に従って位置誤差が機
械移動量の最小設定単位に到達する毎に位置補正ノくル
スを発生して位置補正を実行する。たとえば、領域Ａ、
Ｒ２においては、該領域を特定する位置Ｐ２゜Ｐ３の位
置データｘ２．ｘ３と該位置Ｐ２．Ｐ３におけるＹ軸方
向の位置補正％、　”２　＋　’３を用いて、次式によ
りＹ軸方向の位置誤差が最小設定単位量（１μ又は０１
インチ）になるＸ軸方向移動量（スパン）Ｓｘ２を求め
、実際の軸方向移動量が該求めた軸方向移動量（スパン
）Ｓｘ２に等しくなる毎に移動方向に応じて１個のＹ軸
位置補正パルスを発生する０８Ｘ２　＝　ｌ　（ｘ３　
　ｘ２）／　（８３’２　）　ｌ　　−（１）この結果
、Ｙ軸方向の位置補正は第６図点線に示す如く行われる
。尚、移動方向が正方向で折線の勾配が正の場合には補
正パルスの符号はプラス、移動方向が正方向で折線の勾
配が負の場合には補正パルスの符号はマイナス、移動方
向が負方向で折線の勾配が正の場合には補正パルスの符
号はマイナス、＃動方向が負方向で折線の勾配が負の場
合には補正パルスの符号はプラスとなる（第１表参照）
。

第　　　１　　　表 場合にはリファレンス点復帰完了後に該位置誤差分−気
に機械を移動させ、しかる後リファレンス点復帰完了信
号を発生する。すなわち、リファレンス点Ｐｒの位置デ
ータｘｒと、リファレンス点Ｐｒが属する領域Ａ几２を
特定する位置Ｐ２．Ｐ３の位置データｘ３　＋　ｘ２と
該位置におけるＹ軸方向の位置補正量”３＋’２とを用
いて次式により、 ａ　　（＝＝　　１２　　＋（８３１２ン　（ｘ　ｒ　
　ｘ２）／　（ｘ３　　　　Ｘ？　　）　　　　　・・
・　（２）リファレンス点における位置補正量１ｒを求
め、該位置補正Ｍａｒに相当する数の補正パルスをリフ
ァレンス点復帰完了後に出力してＹ軸方向の位置補正を
行なう。

更に、通常は５）（１（ｉ＝１．２．３）移動する毎に
補正パルスを発生するが、（イ）リファレンス点から移
動する場合及び（ロ）機械現在位置がある領域から別の
領域に進入した場合には、最初の補正パルスに限り該補
正パルスをＳｘｉ／２移動したとき発生する。又、折線
近似してなる近似面線外の領域では位置補正は行なわな
いものとする。

第４図は本発明の実施例ブロック図１第５図は処理の流
れ図である。第４図において１１ａは加工指令（パート
プログラムデータ）が穿孔されたＮＣテープ、１１ｂは
テープリーダ、１２ａはマイクロコンピュータ構成の数
値制御部、１２ｂは移動指令に基いてパルス分配演算を
行ない分配パルスＸ　ｐ＋　Ｙ　ｐを発生するパルス補
間器、１３は合成回路でありＹ軸方向の分配パルス列ｙ
ｐと後述する位置補正バルスｐｙとを重景して出力する
。１４Ｘ、１４Ｙｌｄそれぞれ公知のサーボ回路、１５
Ｘ、、１５Ｙはサーボモータである。１６はそれぞれＸ
軸、Ｙ軸方向の位置補正パルス発生回路であり数値制御
部１２ａからの補正パルス発生指令により所定の符号を
もった１個の補正パルスｌ）　ｒをそれぞれ発生する。

次に本発明による位置補正パルスの発生処理を第５図の
流れ図に従って説明する。但し、Ｘ軸方向の機械現在位
置に基いてＹ軸方向の位置を補正するものとする。ＮＣ
装置の電源が投入されると不揮発性メモ１Ｊ１２ａ−１
（第４図）に配憶されているパラメータがランダムアク
セスメモリ（ＲＡＭ　）　１２　ａ−２に転送される。

この結果、予め不揮発性メモリ１２ａ−１に記憶されて
いるポイン）　Ｐｉ（第３図参照）の位置データｘＩ（
ｉ＝１〜４）及び該ポイントのＹ軸方向の位置補正貴書
１（ｉ＝１〜４）などがＲＡＭ、　１２　ａ　−２に記
憶される。しかる稜、プロセッサ１２ａ−５はＲＯＭ１
２ａ−４に記憶さレテイル制御プログラムの制御により
各領域ＡＲ１、ＡＲ２，ＡＲ３におけるスパン８ｘｉ（
ｉ＝１．２．３　）を次式により演算して几ＡＭ１２ａ
−２に記憶する。

この状態で機械をリファレンス点に復帰させ、復帰完了
後Ｘ軸現在位ｆＥｆ：　Ｘ　Ａを零にしく０→ＸＡ）、
且つ現在位置領域Ａｘを２にする。尚、Ａｘ＝２は機械
現在位置ＸＡが第２領域ＡＲ２内に存在することを意味
する。

ついで、（２）式によりリファレンス点ＰｒにおけるＹ
軸方向の位置補正量６ｒを演算し、演算結果８ｒ及び補
正パルスの符号を位置補正パルス発生回路１６に出力す
る。これにより、位置補正パルス発生回路１６は指令さ
れた符号を有し、且つ指令された数Ｍｒの補正パルスｐ
ｙを発生し、リファレンス点ＰｒにおけるＹ軸方向の位
置補正を実行する。

原点復帰後の位置補正完了により、プロセッサ１２ａ−
５は内蔵の汎用レジスタ（７ラク゛レジＺりという）に
記憶されるフラグデータの第１フラグビツトを６１”に
第２フラグビツトを°゛Ｏ″にする。

この状態で、自動運転モードを選択し、且つ操作パネル
上のスタート卸を押せばテーフ゛リーダ１１ｂはＮＣテ
ープ１１ａより１ブロツクづつＮＣデータを読み取って
数値制御部１２ａに入力する。プロセッサ１２ａ−３ば
ＮＣデータが通路データであれば該通路データを用いて
通路制御を行なう０今、通路データが直線切削データで
、且つインクリメンタル値（Ｘｉ　、Ｙｉ　）が指令さ
れているものとすればプロセッサ１２ａ−３は実移動量
Ｘｍを零にシ（０−＋　Ｘｍ　）泪っＸｉ、Ｙｉを残移
動ｉ）ｌ、ＹＲとしてＲＡＭ１２ａ−２に記憶する。又
、プロセッサは次式６式％（４） （５） の演算を行なって所定時間△Ｔの間におけるＸ軸及びＹ
軸方向移動量△Ｘ、△Ｙを求めこれら△Ｘ。

△ＹをＲＡＭ１２ａ−２の記憶領域に記憶し、且つパル
ス分配器１２ｂに出力する。尚、上式中△Ｔはパラメー
タとして予め不揮発性メモリ１２ａ−１に設定されてい
る時間であり、Ｆｘ、Ｆｙは指令された線速度をＦとす
れば次式によね定まるＸ軸、Ｙ軸方向の速度である。

Ｆｘ＝Ｆ、Ｘｉ／　Ｘｉ”　＋　　ｉ−Ｆｙ＝Ｆ、Ｙｉ
／ｒＸｉ２＋Ｙｉ２ さて、パルス分配器１２ｂは△Ｘ、△Ｙが入力され＼ば
同時２軸の直線補間演算を行ない、分配ノくルスＸ　ｐ
＋　Ｙ　ｐを発生し、合成回路１　！ＩＸ、　１３Ｙ、
サーボ回路１４Ｘ、１４Ｙを介してＸ軸サーボモータ１
５Ｘ１Ｙ軸サーボモータ１５Ｙを駆動する〇 一方、プロセッサ１２ａ−３は△Ｔ秒絆過する毎にΔＸ
、△Ｙを軸方向毎に積算し、すなわちＸＡ＋△Ｘ→ＸＡ
　　　　　　　　　　　ｆ６１ＹＡ＋△Ｙ−＋ＹＡ　　
　　　　　（７）の演算を行なって１（・ＡＭ１２ａ−
２に記憶されている現在位置を更新する。又、プロセン
サ１２ａ−３は６１秒経過する毎に次式 ％式％（８） の演算を実行しＲＡＭ１２ａ−２に記憶されている実移
動量Ｘｍを更新し、更に次式 ％式％（９） の演算を行なってＲＡＭに記憶されている残移動量ＸＲ
，Ｙ几を更新する。ついで、プロセノザ１２ａ−５ＸＦ
Ｌ≧ムＸ ＹＲ≧△Ｙ であるかを判別し、残移動ｉＸＲ，ＹＲが△Ｘ、△Ｙ以
−ヒであれば（Ｘｌｔ≧△Ｘ、ＹＲ≧△Ｙ）、△Ｘ、Δ
Ｙをパルス分配器１２ｂに出力し、ＸＦｔ、（△Ｘ、Ｙ
Ｒ（△ＹであればＸＲ，ＹＬ（、をパルス分配器１２ｂ
に出方し、機械可動部を移動させる。機械可動部が目檜
位置に到達すれハ（ＸＲ＝ｏ　、　ＹＦｔ＝ｏ　）、プ
ロセッサ１２ａ−３はテープリーダ１ｉｂをしてＮＣテ
ープ１１・］より次のＮＣデータを読みとらせ前述と同
様のｆＨｌｊ御を実行する。

さて、プロセッサ１２ａ−３は上記通路制御と並行して
以下の位置補正処理を実行する。すなわち、（イ）マず
フラグデータの第１７ラクビノトが１”か否かを判別す
る。第１フラグビツトが１”であれば最初の補正パルス
がまだ発生していないのであるから、実移動針Ｘｒｎと
Ｓｘｉ　／２　（ｉ＝２　）の大小を判別する。

（ロ）そし−て、以後 になる迄、上述の通路制御、実移動量Ｘｍの更新処理を
行なう。

Ｘｍ≧Ｓｘ□／２ となれば、プロセッサ１２ａ−５はフラグデータをオー
ル“０″とすると共に、第１表に従って定捷る符号を有
する補正パルスＰｙを発生するために補正パルス発生信
号ＣＰＹを位置補正パルス発生回路１６に出力する。こ
れにより、位置補正パルス発生回路１６は所定の符号を
有する補正パルスｐｙを発生して合成回路１３に入力し
、Ｘ軸方向の位置補正を行なう。

（ハ）　しかる後、プロセッサ１２ａ−３１ｄＸｍ−８
ｘ１／２　−＋　Ｘｍ　　　　（１１）とすると共に、
上記通路制御及び実移動量Ｘｍの更新処理を継続する。

に）最初の補正パルスの発生によシ第１フラグビットが
′０”になったから、プロセッサ１２ａ−３は以後上記
通路制御、Ｘｍの更新と共に機械現在位置が他の領域に
進入したかどうかの判別を行なう。

（ホ）他の領域に進入していなければプロセッサは実移
動、−Ｍ　Ｘ、ｒｎとスパンＳｘ１の大小判別を行なう
。

（へ）　そして、Ｘｍ＜Ｓｘ１であればステップに）、
（（ホ）を繰返えす。

（ト）　　一方、Ｘｍ上Ｓｘ、になれば所定の符号を有
する補正パルス発生すべく補正パルス発生信号ＣＰＹを
位置補正パルス発生回路１６に入力して位置補正を行な
う。

（イ）ついでプロセッサ１２ａ−３は次式％式％ により、Ｘｍを更新する。

（１月　　以後、プロセッサはに）〜（桐のステップを
繰返えし、位置誤差が機械移ｗＪ量の最小設定単位に達
する毎に第１表によって定まる符号を有する補止パルス
の発生処理を行なう。

（ヌ）一方、機械現在位置が他の領域Ａ、Ｒ１又はＡ　
Ｒ３に進入すれば、プロセッサは現在位置領域データＡ
ｘを更新すると共にフラグデータの第２ピツトを′１”
にし、且つ実移動量Ｘｍを零にクリアして以後同様に通
路制御と実移動量Ｘｍの更新を続行する・・ （）→　（ヌ）のステップで第２フラグビツトが−”に
Ｘ軸方向にＳｘｉ／２移動すれば位置補正ノくルス発生
回路１６をして補正パルスｐｙを発生させる０〈発明の
効果〉 以上、本発明によれば第１軸方向の複数の位置と該各位
置に対する第２＠１！方向の堺械位置補正量との対応関
係を予めメモリに記憶させておき、該関係を用いて第１
１１ｔ！Ｉｆ方向の機械位置に対応する第２軸方向の機
械位置補正量を折線近似し、第１軸方向の機械現在位置
に応じて第２軸方向の機械位置を該近似された折線に従
って補正するようにしたから補正を実行するだめの設定
データ数を少なくすることができ、結果的に設定作業、
設定変更作業を簡単に行なうことができ、し、かも使用
するメ七りをわずかにすることができる。

又、本発明によれば位置誤差が最小設定単位に到達する
毎に１個の位置補正パルスを発生するようにしているか
らきめ細かな位１べ補正ができ精度の「賢１いＮＣ加工
ができる。

尚、以上の説明では全域を５本の直線で折線近似してい
るが本発明は３本に限るものではない０

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の詳細な説明する説明図、第
６図は本発明の概略説明図、第４図は本発明の実施例ブ
ロック図、第５図は本発明の処理の流れ図である。 １１ａ・・・ＮＣテープ、　　１１ｂ・・・テープリー
ダ１２ａ・・・数値制御部、　　　１２ｂ・・・パルス
分配器１３Ｘ、１３’１’、・・合成回路、 １４Ｘ、１４Ｙ・・・ザーボ回路、 １５Ｘ、　１５Ｙ・・モータ、 １６Ｘ、１６Ｙ−・ピッチ誤差補正パルス発生回路特許
出願人　　ファナック株式会社 代理人　弁理士　　　　　辻　　　實　（外１名）、＋
””’／”’　／　　　−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも２つの制御軸を有する工作機械の位置
   補正方法において、第１軸方向の複数の位置と該各位置
   に対する第２軸方向の機械位置補正量との対応関係を予
   めメモリに記憶させておき、該関係を用いて第１軸力向
   の機械位置に対応する第２軸力向の機械位置補正量を折
   線近似し、第１軸方向の機械現在位置に応じて第２軸方
   向の機械位置を該近似された折線に従って補正すること
   を特徴とする位置補正方法。
2. （２）　　前記第１軸方向の複数の位置をそれぞれ境界
   点とする第１軸方向の複数の領域のうち、機械現在位置
   が属する領域を特定する第１軸方向位置と該位置におけ
   る第２軸方向の位置補正量とを用いて第２軸方向の位置
   誤差が機械移動斂の最小設定単位に達する毎に位置補正
   パルスを発生することを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項記載の位置補正方法。