JPS5959337A - 数値制御工作機械における加工位置の補正方法 - Google Patents

数値制御工作機械における加工位置の補正方法

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JPS5959337A
JPS5959337A JP16930082A JP16930082A JPS5959337A JP S5959337 A JPS5959337 A JP S5959337A JP 16930082 A JP16930082 A JP 16930082A JP 16930082 A JP16930082 A JP 16930082A JP S5959337 A JPS5959337 A JP S5959337A
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JP
Japan
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center
probe
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spindle
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JP16930082A
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English (en)
Inventor
Tadamasa Yamada
山田 忠正
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Niigata Engineering Co Ltd
Original Assignee
Niigata Engineering Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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
    • G05B19/182Numerical 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 the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/37Measurements
    • G05B2219/37405Contact detection between workpiece and tool, probe, feeler
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/49Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49113Align elements like hole and drill, centering tool, probe, workpiece

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Numerical Control (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、数値制御工作機械において、工作機械各部の
熱変位、或いは工作物やパレットのテーブル」二へ□の
取付は誤差などを補正して加工位置を正(1ωに出す、
加工位置の補正方法に関する。
第1図に示すように、数値制御テープ1のプログラムに
従って数値制御装置2を作動させ、ドライブユニット3
を介してX軸駆動モータ4、YM駆動モータ5、X軸駆
動モータ6、および主n#Irモータ7等を動かしてテ
ーブル8上に固定された加工物9を加工する数値制御工
作機械においては、上記テープ1に記入されたプログラ
ム通りに加工が実行され、所望の加工形状がイ()られ
る。ところが、実際には工作機械各部の熱変位、工作物
9やパレット10のテーブル8上への取イqけ誤差など
で主軸11の中心と工作物9との4Ll対位置が変化し
、加工位置が予定された位1?′tがらずれて加]′、
′l′lji度不良が生じることがある。
このような場合には、作業者は自動運転(テープ運転)
を一時停止させ、加ユニ物9の下穴9a中心または基準
穴S中心との芯ズレを泪り、その分を手動による割込み
などによって補正してから加工している。通常、上1?
1シのような、(ふ出し作業は、主1i+l+ 11に
ダイヤルインジケータ(図示せず)を取り付け、そのプ
ローブ先端を下穴9aまたは基準穴Sの内面に触れさせ
て、主i1i+b 11を手動にて低速で回わし、イン
ジケータのψIの」辰れがなくなるように手動パルス発
生器などで、X 1iil11 (第1図で紙面に垂直
な方向)、Y軸(上下方向)、z軸(左右方、向)の各
軸を微少移動させて行っているが、非常にわずられしく
、しかも力[ぼ途中で行うため、無人運転ができないな
ど、不便な点があった。
このため、上記のような数値制御工作機械においては、
パレット10等に設けられた基準穴Sに、主軸11に装
着された測定子12を触れさせ、その位置を、デープル
8のX軸スケール13に対向してベッド14に取りイ」
けられたX軸位置検出ヘッド15、コラム16のY軸ス
ケール17に対向して主軸@18に取り付けられたY軸
位置検出ヘッド19、および、ヘッド14の2軸スケー
ル20に対向してコラム16に取り付けられた2軸位置
検出ヘッド21にて計測し、それぞれのカウンタ22.
23.24を介して自動芯出し装置25のメモリ26に
機械原点からの座標値として記憶させ、その座標値が予
め前記メモリ26に記憶されている基準値と常に同じく
なるように補正している。
このように、自動芯出し装置25を使用するには、補正
量を算出するだめの基準値が必要となる。
従来、この基準値は機械座標原点からの基準穴中心座標
として記憶していた。この座標値を記憶する方法は、通
常、以下の手順でされそいる。
(イ)主軸11にダイヤルインジケータ栄取り+Jす、
そのプローブを基準穴Sの内面に接触させた状態で主軸
11を低速で回転させ、指針の振れがなくなるように各
軸を手動パルス発生器によるパルス送りなどで移動させ
て主軸中心と基準穴中心を一致させる。
(ロ)次に、芯出し用測定子12を主軸11に挿着し1
所定の計測動作をさぜる。この計測の結果、基準穴の中
心座標値が得られ、装置のメモリ26に記憶される。
以上の作業は、主軸11の中心と主軸11に挿着された
芯出し用測定子12の中心が正確に一致していれば不要
の作業である。ところが、測定子12の同心度を出すの
は、Mll+定子の加重[精度や組立精度、主軸11の
加工精度等に問題があって難しく、強いて行えば非常に
高価な測定子になり実用的でない。そのため、通常の測
定子では、以上の主軸中心と主軸に挿着された測定子の
芯違い駈を加味した基準値採取作業を省くことができな
い。
しかも、芯出し作業は、予め1−プル8やパレット10
に股&Jられた基準穴についてだけでなく、工作物の加
工穴を基準にして、他の穴の加工をず−る場合もあるの
で、このような加工穴についても行う必要がある。この
場合においては、当然、基準穴が工作物が変るたびに、
別な座標位若に存在し、それぞれの基準穴に対して芯出
し装置を使用する前に前記の基準値採取作業をしなけれ
ばならずわずられしい。
本発明は、それぞれの基準穴に対する基i%[4値をそ
の中心座標値として記憶するのではなく1主軸中心とそ
の主軸に挿着された測定子の中心との芯違い量を基準値
として記憶し、上記測定子で基準穴の位置を計測した後
、その計測値と上記基準値とを比較し、それらの差を補
正量として加工位置を補正するようにして、上記従来の
問題点を改善したもので、複数個の基準穴に対しても1
個の基準値で対応でき、基準値の記憶作業が一回で済む
とともに、メモリを小容)K &こし゛C制御装置を簡
易化できる、数値制御工作機械における加工位置の補正
方法を提供することを目的とする。以下本発明の実施例
を図面を参17(l l、て説明する。
自動芯出し装置25はマイクロコンピュータ構成となっ
ており、第2図に示すごとく、主に基準値採取処理と芯
出し処理の機能を′実行するプログラムがそのROM 
(Read  0nly  Memory )と称する
メモリの中に収められている。
上記自動芯出し装置25の使用により、工作機械におけ
る加工位1jqの補正は次のように行われる。
まず、芯出し基準穴Sの中心(Xos Yo)に対し−
(主軸11の中心を一致さぜる作業を行った後に、主軸
11に測定子12を挿着し、芯出し時の移動ザイクルと
ほぼ同じく、X、7%2の各軸を移l1fIIさせて、
第2置方列のプログラムに従って基準1直を採取する。
すなわち、第3図に示ずごと< X s ’Y % l
l’ll+における芯出しを行う場合は、制御スイッチ
27を第1図のように基準値採取側に入れ、芯出し用基
準穴Sの側面に測定子12の先端が接触するように主軸
11を+X方向(第3図で右方)に一定の距離だけ動か
す。割込み信号となる接触信号がオンになると自動芯出
し装置25がこれを検知し、カウンタ22からデータX
p、を取り込み記憶する。
次いで指定された距離だけ移動完了したことを示す分配
信号を数値制御装置2から受、け、その時の座標値Xq
、を同時にカウンタ22から読出し記憶する。
次に、主軸11を反対方向に一定の距h[F(前記距M
Ifの2倍)だけ移動させ、接触信号、分配信号にて同
時にカウンタ22から座轢値Xp2、X q2を読み込
む。上記の動作を同様にY軸についても行い、第4図の
ようにデータを記憶する。このようにしてデータを得た
ら、そのデータから、主軸11の中心(基準穴Sの中心
o (X0% Yo)に一致させられている)とMlt
l定子12の中心との偏差量(AXOsAYo)を A、X、=((Xq、−xp、) −(Xp2−Xq2
) )/2AY、−((yql−Yp、) −(Yp2
−yq2) )、/2のように言]算し、その4吉果を
H1冒、はする。
上記の芯違い偏差+71. (A 、X0% A Y。
)は本発明において基準値として利用されるが、その基
準値の採取後、前記芯出し用−JIIi を穴Sまたは
これとは別の基準穴を基準にして該基へl(穴から所定
距i’ilf: IV(Mてられた工作物の所要位バぐ
tに加J:を施1゛場合に、当該基準位置の芯出しが必
要になると、第2図右列のプログラムに従って芯出し処
3’l、lが実行される。
すなわち、まず制御スイッチ27を芯出し側にし、芯出
し用基準穴Sまたはこれとは別の基fL、’i穴に測定
子12を挿入し、1)り記基Iψi値採取の時と同じよ
うに、XSY、Zの各軸を移動させる。なお、この41
!I定字12(主軸11)の移動はテープ1にあらかじ
めプログラムしておく。その結果、ン則定子12の先端
が基準穴Sの側面に接触したときと、各軸送りを完了(
分配完了信号がオンになる)したときに、その時の機械
位置の座標値をカウンタ22.23.24から読み込む
。以下、該座標値は、前記4亭値採取の場合と対応さゼ
、第3図に示した基準値採取時の座標値の記号に′(ダ
ッシュ)を付して示す。
次に、偏差h:t (A X6、AY、、)をAX’、
、 −((xq’、 −xp’、) −(Xp’、 −
xp7 ))/2AY、、 −((YqS  −Y p
;)−(Yp4−Yp2’)M2゜のように泪算Jる。
この偏差量(A Xo′、A Y、;Jは、前記基準穴
の中心に対する測定子12の変位量であり、該測定子1
2は前記基準値採取時乙と求めたごとく、主軸11との
間に前記基;ψを値で示される変位を有するので、その
偏差M(AX5%AY5)の値を前記基iys値(A 
X0% A YO)と比較し、得られた値(BX%BY
)は、前記基準穴と主軸11との変位量となり、この値
を機械の各軸の送り量に苅する補正量とじて数値制御装
置2へ出力する。
A Xo−A x、;= B X A yo−A Y5= B y そうずれば、基準穴から工作物の加工ずべき所要位ばま
での、正しい主軸11の移動量が設定される。
通常、上記の補正1.(は、数値制御装置2の(幾能で
ある外部ワーク座標系オフセラ)41能企利用して入力
する。なお、上記のような外部から数値制御装置2内の
座標系をオフセットする機能については、自動から手動
にuJり換えて、補正量をパルスコードにノ変換し、手
動パルス発生器の機能を利用して入力することもできる
基準穴Sにおける偏差1;(を検出する前記方法では、
測定子12が基準穴Sの側面に接触徒、分配完了までの
距離を演幹、使用したが、測定子12の構造上、行き過
ぎ量が極端に小さく、接触でデータを読み込むとただち
に反対方向に移動さU゛なければならない場合がある。
このような場合には、行き過ぎ広を取り入れるかわりに
、1fl11定子12を基準穴Sに挿入した点の座4.
jli値(第3図の0(XolYo)を読み込み、この
値と接触点での座標蘭から偏差量をdI算する。
Ax、=(xp、+xp2)/2−XOXA=Yo+’
(7Xわr+Vt2> / 2−y。
この偏差量を基準値として記・1.はし、芯出し処理で
も同じ方法で偏差量を出し、上記の基準値と比較するこ
とで補正−はを得る。
なお、測定子12は、通常は工具収納ドラム等に収納さ
れており、芯出し用測時に周知の自動工具交換装置にて
主軸に挿着されるようになっている。なおまた、−頁記
憶された基準値は、電源が切れても消滅することが許さ
れないので、不揮発性のメモリを使用して記憶する必要
がある。
以上イ;a明したように、本発明においては、主軸中心
と、主軸に挿着された測定子の中心の芯違い偏差量を計
測してこれを基準値として記憶し、上記測定子を上記主
軸に挿着して基準部(基準穴)の位置を計測した後、上
記基準部の計測値と上記基準値とを比較し、その差を補
正量として加工位置を補正するものであるから、基準穴
や基準とされる加工穴の数が複数あり、しかもそれらの
位置が加工物が変るたびに別の位置に存在していても、
記憶された1個の基準値で対応することができる。、基
準値は不変的で上記のように、1個の基準値を記憶させ
れば良いので、数値制御工作機械の製作側で基準値採取
作業を実/1市し、記1意させておけば、使用者側で個
々の加工品ごとの採取作業を省ける利点がある。その上
多数の基準値を記1.ハする必要がないので、メモリを
・小芥駁にして制御装置を簡易化することもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施する数値制御工作機械の構成図、
第2図は本発明の説明図、第3図はx 1Iql+、Y
軸の芯出し例の説明図、第41¥Iは第3図で得られた
データの記1,4図である。 11・・・・・主軸、12・・・・・Δ111定子、S
・・・・・ノに準穴(基準部)。 出願人 株式会社 新潟鉄J:所 代理人 弁理士 志 賀 止 #( 第2図 第11・、図 「 ?     1顕/I;7  ロ=]ニコ]f/+ −2α

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 主軸中心と、主軸に挿着された測定子の中心の芯違い偏
    差量を割判してこれを基準値として記憶し、上記測定子
    を上記主軸に挿着して基準部の位置を用測した後、上記
    基準部の計測値と上記基準値とを比較し、上記割判値と
    基準値の差を補正量として加工位置を補正することを特
    徴とする数値制御工作機械における加工位置の補正方法
JP16930082A 1982-09-28 1982-09-28 数値制御工作機械における加工位置の補正方法 Pending JPS5959337A (ja)

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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015039732A (ja) * 2013-08-21 2015-03-02 マツダ株式会社 工作機械及び工作機械を用いたワーク加工部測定方法

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