JPS6144558A - Nc工作機械における送りネジのピツチ誤差補正方法 - Google Patents

Nc工作機械における送りネジのピツチ誤差補正方法

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JPS6144558A
JPS6144558A JP16420684A JP16420684A JPS6144558A JP S6144558 A JPS6144558 A JP S6144558A JP 16420684 A JP16420684 A JP 16420684A JP 16420684 A JP16420684 A JP 16420684A JP S6144558 A JPS6144558 A JP S6144558A
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JP
Japan
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data
machine tool
carriage
measurement
feed screw
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JP16420684A
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English (en)
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Kiyotaka Nishiyama
西山 清隆
Tadaaki Goto
後藤 忠昭
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Amada Co Ltd
Amada Metrecs Co Ltd
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Amada Co Ltd
Amada Metrecs Co Ltd
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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
    • G05B2219/41Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41036Position error in memory, lookup table for correction actual position
    • 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
    • G05B2219/41Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41055Kind of compensation such as pitch error compensation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、一般にNC工作機械に関し、特−にNC工作
機械における送りネジのピッチ誤差補正方法に関する。
[従来技術] NC工作機械の送りネジのピッチは、周知の成型時にお
ける誤差や長期間使用することによって生ずる摩耗によ
る誤差のために、厳密にはピッチ幅が一定ではない。そ
のため、従来よりピッチ誤差を様々な方法で検知して該
検知結果に基づきNC工作機械に内蔵されている指令値
データを補正することが行なわれている。
上記のごときデータの補正方法としては、例えば以下の
ようなものがある。すなわちマニュアルインプットパネ
ル(以下rMD Iパネル」という)をオペレータが操
作して前記MDIパネルとともにコントロールボックス
に設けられているCRTの表示モー)二を測定モードに
設定するとともに、ボールスクリューに設けられたテー
ブルを予め設定されている単位移動距離(20mm>だ
け移動させるべく入力する。前記操作終了とともにオペ
レータはMDIパネルの移動ボタンを操作し前記テーブ
ルを設定した距離だけ実際に移動させた後、レーザ測長
器のごときで測定した移動距離データを読み取る。この
ような操作をテーブルの全移動距離に亘って繰り返した
征、オペ−レータはCRTの表示モードを測定モードか
ら前記指令値データを補正するパラメータ表示モードに
切換え、前記測定値データをMDIパネルを介して1つ
1つ入力するものである。
しかしながら上述したごとき方法にあっては、ボールス
クリューの延長が長い場合には前記単位移動距離をボー
ルスクリューの延長に合せて長く設定すれば誤差が拡大
するために、単位移動距離を長く設定することはできず
測長器による測定点が多くならざるを得ない。よってオ
ペ−レータには過大な負担がかかることとなる。又、上
記のごとき理由からテーブルの単位移動距離を短く設定
することも困難なために測定精度の向上は望めず、従っ
てピッチ誤差の補正の精度向上にも限界がある。そのう
えテーブルにワークを載置しない無負荷のときとワーク
を載置して荷重が加わったときとでは測定値データに誤
差が生ずるという不具合もある。
[目的コ 従って本発明の技術の上記に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、測定値データの記憶装置への入力操作に際し
てオペレータにかかる過大な負担の軽減を図ることがで
きるとともに、ピッチ誤差の補正の精度向上をも図るこ
とが可能なNC工作機械における送りネジのピッチ誤差
補正方法を提供することにある。
[構成] 上記目的を達成するための本発明の特徴は、サーボ系に
連繋して駆動される送りネジのピッチ誤差を、該送りネ
ジに設けられた可動体の移動距離を測定することによっ
て補正するNC工作機械における送りネジのピッチ誤差
補正方法において、前記可動体を前記NC工作機械の移
動指令により実際に移動させるとともに該可動体の位置
を測長器によって測定し、該測長結果を直接記憶装置に
取り込み、該測長値データに基づいて前記サーボ系を駆
動するデータを演算補正するごときNC工作機械におけ
る送りネジのピッチ誤差補正方法にある。
[作用1 上記のごとき構成において、オペ−レータはコントロー
ルボックスに設けられたMDIパネルを操作してCRT
の表示を測定モード表示に設定し、移動ボタンを操作す
るとNC装置から出力される指令に従って往復台(キャ
リッジ)は一定ピツチずつ移動する。前記NC装置とデ
ータ回線を介して接続されている例えばレーザ測長器の
ごとき測長器は前記往復台の各々の停止位置における測
長値データをNCB置に逐次出力する。NC装置は、上
記データを指令値データを補正するパラメータとして取
り込み所定の演算処理を行なった後、補正データを内部
記憶装置(例えばRAMのごとき)に格納する。従って
オペレータはMDIパネルを操作してCRTの表示を測
定モードに設定するとともに移動ボタンを操作するだけ
でよいため、操作時におけるオペレータの負担の大幅な
軽減が図れるうえ、−回の往復台の移動距離を短く設定
できるのでより高精度なピッチ誤差補正ができる。
[実施例] 以下図面により本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明方法の一実施例に従うNC工作機械の概
要図、第2図は本発明方法の一実施例に従うブロックダ
イヤグラム、第3図は、第4図は本発明方法の一実施例
に従うピッチ誤差補正のアルゴリズムを示した図、第5
図は第2図の構成のフローチャートを示す。なお第1図
、第2図において参照番号が同符号のものは目−物を示
す。
第1図において、CNC装置1の入力側にはレーザ測長
器3からのデータ回線5が接続されており該レーザ測長
器3には被測定対象物゛たるキ1/リッジ9の特定個所
にレーザ光を発する発振器7が接続されている。キャリ
ッジ9は図のことぐボールスクリュー11に移動自在に
噛合されており、ボールスクリュー11はサーボモータ
13によって駆動される。CNC装置1からの指令出力
は該サーボモータ13に与えられる。
第2図は上記のごとき構成のシステムの詳細について図
示したものであって、CNC装置1はCPL115、R
OM17、RAM19、DI装置21、Do装置23、
インタフェース25.27、データバス29を有する。
上記CPU15、ROM17、RAM19、DI装@2
1、Do装置23、インタフェース25.27は夫々デ
ータバス29を介して接続されている。DI装置21に
は18−8W(第3図にて図示)が接続されており、D
o装置23にはりレーソレノイド(図示しない)が接続
されている。インタフェース25にはサーボアンプ33
、サーボモータ13、サーボモータ13の回転数を検出
するエンコーダ35で形成されるサーボ系37が分配部
31を介して接続されている。インタフェース27には
データ回線5を介してレーザ測長器3、発振器7が接続
されている。
前記分配部13はインタフェース25を介してCPU1
5から与えられる駆動指令信号をサーボアンプ33に出
力する。サーボアンプ33は上記指令信号を増幅してサ
ーボモータ13を駆動する。
サーボアンプ33は実際にサーボモータ13の回転数を
検出するエンコーダ35からの検出信号に応じて増幅率
を可変する。
発振器7は、インタフェース27、データ回線5レーザ
測長器3を介してCPU15から出力される測定指令信
号に基づいて駆動し、キャリッジ9の特定個所にレーザ
光を発する。レーザ測長器3は例えばレンズ、イメージ
センサ(いずれも図示しんい)のごときを備えており、
キャリッジ9に反射したレーザ光の反射光量に応じた電
気信号を出力する。レーザ測長器3は該電気信号キャリ
ッジ9の位置測定情報としてデータ回線5を介して前記
RAM19と上記情報を入力する。
CPIJ15は算術論理演算及び比較演算を行なうCP
L115に与えられる入力情報としては、例えばDr装
@21を介して与えられるリミットSW(第3図に図示
)の操作情報、インタフェース25を介して分配部31
から与えられるサーボ系37の駆動情報、レーザ測長器
3によって測定された前記キャリッジ9が予め設定され
ている単位移動距離(所定ピッチ数)だけ移動して停止
したときの夫々の停止位置における位置測定情報がある
。CPU15は前記レーザ測長器3から与えられる情報
を取り込み、これをRAM19に格納する。
CPU15は分配部31を介してエンコーダ35から出
力されるサーボモータ13の回転数情報に基づきボール
スクリュー11が予め設定されている単位移動距*<所
定ピッチ数)だけ駆動されたか否かを判断する。CPU
15は上記判断に基づいてサーボ系37を制御すべく指
令信号を出力する。なお前記ROM17はCNC装置1
の制御プログラム・を内蔵している。
上記構成の制御動作を主に第5図のフローチャートを併
用して以下に説明する。
システムの駆動開始に際してCNC装置1の図示しない
駆動スイッチを閉成すると、CPU15から発振器7へ
駆動指令信号が出力される。
前述したCNC装置1のRAM19には、CPU15か
ら出力されるボールスクリュー11の単位移動距離(例
えば20mm)に対応した指令値データ(第3図横軸に
て図示するX2)が内蔵されている。CPtJ15はR
AM19に内蔵されている上記データに基づいてサーボ
系37に駆動指令信号を出力しくステップ51)エンコ
ーダ35から出力される検出信号に基づいて検出したサ
ーボモータ13の回転数が上記指令値に対応する回転数
に達したと認識したときには出力停止する(ステップ5
3)。ステップ53において検出したサーボモータ13
の回転数が指令値に達したことを認識するとCPU15
はインタフェース27を介してレーザ測長器3に測定情
報を出力するよう指令信号を与える(ステップ55)。
し゛−ザ測長器3から上記測定情報が与えられたことを
認識づると(ステップ57)CPU15は該情報とステ
ップ53でエンコーダ35から与えられた情報とを比較
演算するとともに(ステップ59)、上記2種の情報の
差分値で前記指令値データを補正した後RAM19に格
納する(ステップ61)。NC工作機械が新品であり且
つ高精度で成型加工されていれば、ボールスクリュー1
1におけるピッチ誤差は殆、んど生σないはずである。
従って第4図にて図示するよらにCNe装置1から出力
される指令値×2とレーザ測長器3によって測定されれ
たキャリッジ9の移動量×1との関係は線分OAにて示
すごとく線形になるはずである。しかしながら現実には
両者の関係は曲線OBにて示すごとくであって非線形で
ある。そのため、CPU15は前記ステップ59におい
て領域C,D、E (いずれも第4図にて図示)を演算
するとともに該演算値データに基づいてRAM19に内
蔵されている指令値データ×2を補正するものである。
ステップ61においてRAM19への第1回目の移動距
離測定値に基づく指令値補正データ書込みが完了すると
CPtJ15はRAM19に内蔵されている第2回目の
移動距離測定に対応した指令値データを呼び出して(ス
テップ63、ステップ51)前述したごときステップ5
1からステップ61に至る動作を繰り返すこととなる。
ステップ63において設定された測定回数が終了したと
認識したときには前記ステップ51〜ステツプ61に到
る動作は終了することとなる。なお上述した動作は第3
図にて図示する図面右方向((+)方向)ヘキャリツジ
9を移動させることによって行なうもので、CPU15
から出力される指令値により1回の移動で例えば第3図
参照番号39にて示す区間だけ移動するものとする。こ
のようにしてリミットSWが設けられている(+)方向
ハードウェアリミット41の手前に設けられた(+)方
向ソフトウェアリミット43の手前、点nでキャリッジ
9の移動距離測定は終了する。第3図の図面左側方向(
(−)方向)へのキャリッジ9の移動は、リミットSW
が設けられている(−)方向ハードウェアリミット49
、(−)方向ソフトウェアリミ47へ到達するオーバト
ラベル領域が極めて近いため、測定は行なわない。
以上説明したように本発明に従う一実施例によれば、キ
ャリッジ9がCNC装置1から出力された指令値に基づ
いて予め設定された単位移動距離だけの回数だけ移動さ
せ、各回毎にキャリッジ9を停止させてその移動距離を
レーザ測長器3によって測定するとともに、測定毎に測
定値データでRAM19に内蔵゛されてい゛ゐ指令値デ
ータを自動的に補正することとしたので、CNC装置1
に内蔵されている指令値データの補正時に、オペレータ
に加わる過重な負担を大幅に軽減することが可能となっ
た。又、単位移動距離の設定が自在になったためピッチ
誤差の測定精度の向上も可能となった。上述した内容は
あくまで本発明の一実施例に関するものであって本発明
が上記内容に限定されることを意味するものではなく、
例えばCNC装置内の記憶装置とは別に記憶装置を設け
てレーザ測長器が測定したデータを記憶させるようにす
るものも本発明方法に包含される。
「効果] 以上説明したように本発明によれば、可動体をNCI作
様械の移動指令により実際に移動させるとともに該可動
体の位置を測長器によって測定し、該測長結果を直接記
憶装置に取り込み、該測長値データに基づいてサーボ系
を駆動するデータを演算補正することとしたので、オペ
レータにかがる過大な負担の軽減針ることが可能なNC
工作別装置おける送りネジのピッチ誤差補正方法を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の一実施例に従うNC工作機械の概
要図、第2図は本発明方法の一実施例に従うロックダイ
ヤグラム、第3図、第4図は本発明方法の一実施例に従
うピッチ誤差補正のアルゴリズムを示した図、第5図は
第2図の構成のフローチャートを示す。 1・・・CNC装置 3・・・レーザ測長器5・・・デ
ータ回線 7・・・発娠器 9・・・キャリッジ 11・・・ボールスクリュー13
・・・サーボモータ 15・・・CPU19・・・RA
M  33・・・サーボアンプ35・・・エンコーダ 
37・・・サーボ系代理人 弁理士  三 好 保 男 図面の浄書(内容に変更なし) 第2図 第8図 第4図 °           イ6や4 第5図 、手続ネ11正書(方式) 特許庁長官 志 賀   学  殿 ビ1.・叶名蚤遁補正方ジム 3、補正をする者 事件との関係     特許出願人 住所(居所)   神奈川県伊勢原市石田200番地氏
名(名称)    彰FA公ネ1 1マフ゛。 バ永酒  天田痛−8 4、代理人 住 所    〒105東京都港区虎ノ門1丁目2番3
号虎ノ門第−ビル5階 乙精゛正ω苅嵌 (1)漉しt偽特言午Ff:4畿入4天埋人ジ盛り^欄
Q)杏壮収゛ (3ン  明月1B1【 4トづく □&)図 面 り補正の山谷 a)   号り にに、  ヒ岬 Cスン   杏イ【ト状 6) 才44 出C3)  
′aA&m!A 4@(同容+= 蜜?、yt、 )C
)口面偽婦考(同各1;亥゛φtす 3、ネA雫類e目仙

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. サーボ系に連繋して駆動される送りネジのピッチ誤差を
    、該送りネジに設けられた可動体の移動距離を測定する
    ことによつて補正するNC工作機械における送りネジの
    ピッチ誤差補正方法において、前記可動体を前記NC工
    作機械の移動指令により実際に移動させるとともに該可
    動体の位置を測長器によつて測定し、該測長結果を直接
    記憶装置に取り込み、該測長値データに基づいて前記サ
    ーボ系を駆動するデータを演算補正することを特徴とす
    るNC工作機械における送りネジのピッチ誤差補正方法
JP16420684A 1984-08-07 1984-08-07 Nc工作機械における送りネジのピツチ誤差補正方法 Pending JPS6144558A (ja)

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