JPS6147653B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6147653B2 JPS6147653B2 JP55186740A JP18674080A JPS6147653B2 JP S6147653 B2 JPS6147653 B2 JP S6147653B2 JP 55186740 A JP55186740 A JP 55186740A JP 18674080 A JP18674080 A JP 18674080A JP S6147653 B2 JPS6147653 B2 JP S6147653B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ball screw
- thermal expansion
- stylus
- command value
- movement command
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 241001422033 Thestylus Species 0.000 claims description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はボールスクリユーの熱膨張補正方式に
係る。
係る。
ワークを固定するテーブルあるいは刃物台等
を、ボールスクリユーにより駆動する工作機械に
おいては、該ボールスクリユーが温度によつて伸
縮するため、熱膨張に対する補正をしないと高精
度の加工ができなくなる。従来から、絶対位置検
出器を用いてボールスクリユーの熱膨張によるワ
ークと刃物台との相対位置の誤差を検出して、熱
膨張による位置誤差を補正する方式が提案されて
いるが、高価であると共に、補正方法が複雑とな
る欠点があつた。
を、ボールスクリユーにより駆動する工作機械に
おいては、該ボールスクリユーが温度によつて伸
縮するため、熱膨張に対する補正をしないと高精
度の加工ができなくなる。従来から、絶対位置検
出器を用いてボールスクリユーの熱膨張によるワ
ークと刃物台との相対位置の誤差を検出して、熱
膨張による位置誤差を補正する方式が提案されて
いるが、高価であると共に、補正方法が複雑とな
る欠点があつた。
従つて、本発明の目的は安価な構成で、しかも
簡単にボールスクリユーの熱膨張を補正すること
ができる新規なボールスクリユーの熱膨張補正方
式を提供することを目的とする。
簡単にボールスクリユーの熱膨張を補正すること
ができる新規なボールスクリユーの熱膨張補正方
式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に従つて詳細に説
明する。
明する。
第１図は本発明に係るボールスクリユーの熱膨
張補正方式を実現する構成図、第２図は補正方法
説明図である。
張補正方式を実現する構成図、第２図は補正方法
説明図である。
図中、１０１はボールスクリユーであり、図示
しないモータにより回転駆動され、刃物、テーブ
ルなどを移動させる。１０２は移動台であり、該
移動台には触針ヘツド１０３が装着されている。
１０４は触針で他の物体に触れると接触信号TS
を出力する。尚、触針１０４の幅はＢである。１
０５はパルスコーダなどの安価な位置検出器で、
ボールスクリユー１０１が所定角度回転する毎に
１個のフイードバツクパルスFBPを発生する。１
０６ａ，１０６ｂは共に金属片からなる１対の基
準長部材であり、機械固定部に対向して配設され
ている。尚、この基準長部材１０６ａ，１０６ｂ
は基準長を与えるもので、その間隔はＡに設定さ
れている。１０７は数値制御装置（NC）であ
り、後述するように熱膨張による移動補正処理を
行なう。１０８は旋盤、１０９はチヤツク、１１
０はワークである。
しないモータにより回転駆動され、刃物、テーブ
ルなどを移動させる。１０２は移動台であり、該
移動台には触針ヘツド１０３が装着されている。
１０４は触針で他の物体に触れると接触信号TS
を出力する。尚、触針１０４の幅はＢである。１
０５はパルスコーダなどの安価な位置検出器で、
ボールスクリユー１０１が所定角度回転する毎に
１個のフイードバツクパルスFBPを発生する。１
０６ａ，１０６ｂは共に金属片からなる１対の基
準長部材であり、機械固定部に対向して配設され
ている。尚、この基準長部材１０６ａ，１０６ｂ
は基準長を与えるもので、その間隔はＡに設定さ
れている。１０７は数値制御装置（NC）であ
り、後述するように熱膨張による移動補正処理を
行なう。１０８は旋盤、１０９はチヤツク、１１
０はワークである。
次に第２図に従つて本発明に係る熱膨張補正方
法を説明する。尚、ボールスクリユーの線膨張率
をδ、ボールスクリユーの基準温度からの温度上
昇をＴ（度）、接触信号TSが発生してから移動台
が停止する迄の隋走距離をΔｌ、又基準温度にお
ける基準位置ＯRから基準長部材１０６ａ，１０
６ｂ迄の真の距離をx11、x12とする。
法を説明する。尚、ボールスクリユーの線膨張率
をδ、ボールスクリユーの基準温度からの温度上
昇をＴ（度）、接触信号TSが発生してから移動台
が停止する迄の隋走距離をΔｌ、又基準温度にお
ける基準位置ＯRから基準長部材１０６ａ，１０
６ｂ迄の真の距離をx11、x12とする。
初期時、触針１０４を基準位置ＯRに位置決め
しておく。この状態で、NCからの指令により図
示しないモータを介してボールスクリユー１０１
を回転し、触針１０４が第１の基準長部材１０６
ａに接触するように移動台１０２を移動させる。
触針１０４が基準長部材１０６ａに接触すると接
触信号TSが発生し、これにより図示しないNC内
のパルス分配器はパルス分配を停止する。さて、
パルス分配器がパルス分配を停止してもサーボ系
に遅れなどが存在するため、触針１０４は送り速
度、サーボ特性によつて定まる一定の隋走距離Δ
ｌだけ隋走して停止する。この間、パルスコーダ
（位置検出器）１０５はボールスクリユー１０１
が所定量回転する毎に１個のフイードバツクパル
スFBPを発生するから、このフイードバツクパル
ス数を計数することにより触針１０４の移動量を
読取ることができる。
しておく。この状態で、NCからの指令により図
示しないモータを介してボールスクリユー１０１
を回転し、触針１０４が第１の基準長部材１０６
ａに接触するように移動台１０２を移動させる。
触針１０４が基準長部材１０６ａに接触すると接
触信号TSが発生し、これにより図示しないNC内
のパルス分配器はパルス分配を停止する。さて、
パルス分配器がパルス分配を停止してもサーボ系
に遅れなどが存在するため、触針１０４は送り速
度、サーボ特性によつて定まる一定の隋走距離Δ
ｌだけ隋走して停止する。この間、パルスコーダ
（位置検出器）１０５はボールスクリユー１０１
が所定量回転する毎に１個のフイードバツクパル
スFBPを発生するから、このフイードバツクパル
ス数を計数することにより触針１０４の移動量を
読取ることができる。
今、接触信号TSが発生する迄にパルスコーダ
１０５から発生したフイードバツクパルス数に相
当する距離をx11′とすれば、この距離x11′は x11′＝（x11＋Δｌ）／（１＋δＴ） (1) となる。即ち、パルスコーダ１０５から読取つた
距離x11′は熱膨張した分だけ短くなる。これはボ
ールスクリユー１０１が伸びているため少ない回
転で第１の基準長部材１０６ａに到達するからで
ある。
１０５から発生したフイードバツクパルス数に相
当する距離をx11′とすれば、この距離x11′は x11′＝（x11＋Δｌ）／（１＋δＴ） (1) となる。即ち、パルスコーダ１０５から読取つた
距離x11′は熱膨張した分だけ短くなる。これはボ
ールスクリユー１０１が伸びているため少ない回
転で第１の基準長部材１０６ａに到達するからで
ある。
ついで、同様にNCの制御で基準位置ＯRから第
２の基準長部材１０６ｂに向けて触針１０４を移
動させる。そして、触針１０４が第２の基準長部
材１０６ｂに接触すれば接触信号TSが発生し、
これによりパルス分配が停止し、触針の移動が停
止する。この時パルスコーダ１０５から読取つた
距離をx12′とすると、x12′は x12′＝（x12＋Δｌ）／（１＋δＴ） (2) となる。
２の基準長部材１０６ｂに向けて触針１０４を移
動させる。そして、触針１０４が第２の基準長部
材１０６ｂに接触すれば接触信号TSが発生し、
これによりパルス分配が停止し、触針の移動が停
止する。この時パルスコーダ１０５から読取つた
距離をx12′とすると、x12′は x12′＝（x12＋Δｌ）／（１＋δＴ） (2) となる。
(1)、(2)式から
x11′＋x12′＝（x11＋x12＋２Δｌ）／（１＋δＴ） (3)
従つて、ボールスクリユーの温度がＴ（度）上
昇すると該ボールスクリユーの単位長当りの伸び
δＴは(3)式から、 δＴ＝（Ａ−Ｂ＋２Δｌ）／（ｘ１１′＋ｘ１
２′）−１(4) となる。尚、第２図から明らかなように Ａ＝（x11＋x12＋Ｂ）である。
昇すると該ボールスクリユーの単位長当りの伸び
δＴは(3)式から、 δＴ＝（Ａ−Ｂ＋２Δｌ）／（ｘ１１′＋ｘ１
２′）−１(4) となる。尚、第２図から明らかなように Ａ＝（x11＋x12＋Ｂ）である。
さて、ボールスクリユー１０１の温度上昇を
Ｔ、移動指令値（たとえばインクリメンタル量）
をXcとすれば、該ボールスクリユーの長さは温
度上昇により（１＋δＴ）倍に伸びているから、
実際の加工に際しては移動指令値Xcを（１＋δ
Ｔ）分の１にして、これを補正移動指令値Xc′と
すれば刃物あるいはテーブルは正しく位置決めた
れワークを高精度で加工できるといえる。尚、補
正移動指令値Xc′（＝Ｘｃ／１＋δＴ）は(4)式からδ
Ｔが 求まつているのでこのδＴを用いれば次式より簡
単に算出することができる。
Ｔ、移動指令値（たとえばインクリメンタル量）
をXcとすれば、該ボールスクリユーの長さは温
度上昇により（１＋δＴ）倍に伸びているから、
実際の加工に際しては移動指令値Xcを（１＋δ
Ｔ）分の１にして、これを補正移動指令値Xc′と
すれば刃物あるいはテーブルは正しく位置決めた
れワークを高精度で加工できるといえる。尚、補
正移動指令値Xc′（＝Ｘｃ／１＋δＴ）は(4)式からδ
Ｔが 求まつているのでこのδＴを用いれば次式より簡
単に算出することができる。
Xc′＝Ｘｃ／１＋δＴ (5)
＝（ｘ１１′＋ｘ１２′）／（Ａ−Ｂ＋２
Δｌ）・Xc(5)′ 第３図は本発明に係るボールスクリユーの熱膨
張補正方式を実現するためのブロツク図であり、
第１図と同一部分には同一符号を付しその詳細な
説明は省略する。
Δｌ）・Xc(5)′ 第３図は本発明に係るボールスクリユーの熱膨
張補正方式を実現するためのブロツク図であり、
第１図と同一部分には同一符号を付しその詳細な
説明は省略する。
図中、２０１は紙テープであり、ワークに所定
の加工を施すための数値制御データのほかに、
(1)、(2)式に示すx11′、x12′を求めるための移動台
の移動制御データなどが穿孔されている。２０２
はMDIなどの手動入力装置でＡ、Ｂ、Δｌなどの
パラメータを入力する。尚、隋走距離Δｌは実験
的に求めておく。２０３は紙テープリーダ、２０
４は入力制御回路でバツフアレジスタなどを有
し、前記パラメータその他数値制御データを記憶
する。２０５は(5)′式の演算を行なつて補正移動
指令値Xc′を演算する演算部、２０６は補正移動
指令値Xc′に基いて公知のパルス分配演算を実行
し、分配パルスXpを発生するパルス分配器、２
０７は位置制御回路であり、誤差レジスタ、DA
変換器などを有している。尚、誤差レジスタはボ
ールスクリユー１０１が所定量回転する毎にパル
スコーダ１０５から発生するフイードバツクパル
スFBPとパルス分配器２０６から発生する分配パ
ルスXpの差、即ち位置誤差を記憶する。２０８
は速度制御回路であり、前記位置誤差に応じて
DCモータ２０９を駆動し、該DCモータの速度を
制御する。２１０は熱膨張補正処理においてフイ
ードバツクパルスFBPを計数し、(1)、(2)式に示す
x11′、x12′を記憶する位置レジスタ、２１１は演
算回路で(4)式に示すδＴを演算する。
の加工を施すための数値制御データのほかに、
(1)、(2)式に示すx11′、x12′を求めるための移動台
の移動制御データなどが穿孔されている。２０２
はMDIなどの手動入力装置でＡ、Ｂ、Δｌなどの
パラメータを入力する。尚、隋走距離Δｌは実験
的に求めておく。２０３は紙テープリーダ、２０
４は入力制御回路でバツフアレジスタなどを有
し、前記パラメータその他数値制御データを記憶
する。２０５は(5)′式の演算を行なつて補正移動
指令値Xc′を演算する演算部、２０６は補正移動
指令値Xc′に基いて公知のパルス分配演算を実行
し、分配パルスXpを発生するパルス分配器、２
０７は位置制御回路であり、誤差レジスタ、DA
変換器などを有している。尚、誤差レジスタはボ
ールスクリユー１０１が所定量回転する毎にパル
スコーダ１０５から発生するフイードバツクパル
スFBPとパルス分配器２０６から発生する分配パ
ルスXpの差、即ち位置誤差を記憶する。２０８
は速度制御回路であり、前記位置誤差に応じて
DCモータ２０９を駆動し、該DCモータの速度を
制御する。２１０は熱膨張補正処理においてフイ
ードバツクパルスFBPを計数し、(1)、(2)式に示す
x11′、x12′を記憶する位置レジスタ、２１１は演
算回路で(4)式に示すδＴを演算する。
次に、第３図の動作を説明する。
熱膨張補正処理に先立つて、予め手動入力装置
２０２からＡ、Ｂ、Δｌ（第１図、第２図）など
のパラメータが入力されて、入力制御回路２０４
内のバツフアレジスタに記憶されている。この状
態において紙テープ２０１から熱膨張補正処理の
ための移動指令が読取られると、この移動指令は
パルス分配器２０６に入力される。パルス分配器
２０６はこの移動指令に基づいてパルス分配を行
ない、分配パルスXpを発生しモータを回動させ
る。これにより、ボールスクリユー１０１が回転
し、移動台１０２は基準長部材１０６ａ（第２
図）方向に移動する。尚、フイードバツクパルス
FBPは位置レジスタ２１０に計数される。移動台
１０２が移動し続けて触針１０４が基準長部材１
０６ａに接触すると、該触針１０４から接触信号
TSが発生し、これによりパルス分配演算は直ち
に停止し、又位置レジスタ２１０もフイードバツ
クパルスFBPの計数を停止する。以後、位置制御
回路２０７内蔵の誤差レジスタにたまつたパルス
により触針はΔｌ移動して停止する。即ち、上記
処理により(1)式に示すx11′が位置レジスタ２１０
に記憶される。
２０２からＡ、Ｂ、Δｌ（第１図、第２図）など
のパラメータが入力されて、入力制御回路２０４
内のバツフアレジスタに記憶されている。この状
態において紙テープ２０１から熱膨張補正処理の
ための移動指令が読取られると、この移動指令は
パルス分配器２０６に入力される。パルス分配器
２０６はこの移動指令に基づいてパルス分配を行
ない、分配パルスXpを発生しモータを回動させ
る。これにより、ボールスクリユー１０１が回転
し、移動台１０２は基準長部材１０６ａ（第２
図）方向に移動する。尚、フイードバツクパルス
FBPは位置レジスタ２１０に計数される。移動台
１０２が移動し続けて触針１０４が基準長部材１
０６ａに接触すると、該触針１０４から接触信号
TSが発生し、これによりパルス分配演算は直ち
に停止し、又位置レジスタ２１０もフイードバツ
クパルスFBPの計数を停止する。以後、位置制御
回路２０７内蔵の誤差レジスタにたまつたパルス
により触針はΔｌ移動して停止する。即ち、上記
処理により(1)式に示すx11′が位置レジスタ２１０
に記憶される。
ついで、同様な処理を行なつて(2)式に示す
x12′を位置レジスタ２１０に記憶する。
x12′を位置レジスタ２１０に記憶する。
x11′、x12′が測定されゝば、演算回路２１１は
(4)式の演算を実行してδＴを演算する。そして、
紙テープ２０１から旋削加工の移動指令値Xcが
読出されゝばその都度演算部２０５は(5)式の演算
を行ない補正移動移動値Xc′をパルス分配器２０
６に出力する。この結果、パルス分配器２０６は
補正移動量Xc′に基いてパルス分配演算を行なつ
て刃物を移動させる。即ち、ボールスクリユー１
０１の熱膨張に基づく誤差が補正されて正しい量
だけ刃物は移動して停止する。
(4)式の演算を実行してδＴを演算する。そして、
紙テープ２０１から旋削加工の移動指令値Xcが
読出されゝばその都度演算部２０５は(5)式の演算
を行ない補正移動移動値Xc′をパルス分配器２０
６に出力する。この結果、パルス分配器２０６は
補正移動量Xc′に基いてパルス分配演算を行なつ
て刃物を移動させる。即ち、ボールスクリユー１
０１の熱膨張に基づく誤差が補正されて正しい量
だけ刃物は移動して停止する。
以下、本発明を実施例に従つて詳細に説明した
が、本発明は実施例に限るものではない。たとえ
ば、演算部２０５と演算回路２１１を別個のもの
として説明したが共通にしてもよい。又(4)式の演
算を行なうことなくＡ、Ｂ、Δｌ、x11′、x12′を
用いて直接(5)′の演算を行なつてXc′を求めるよ
うにしてもよい。
が、本発明は実施例に限るものではない。たとえ
ば、演算部２０５と演算回路２１１を別個のもの
として説明したが共通にしてもよい。又(4)式の演
算を行なうことなくＡ、Ｂ、Δｌ、x11′、x12′を
用いて直接(5)′の演算を行なつてXc′を求めるよ
うにしてもよい。
以上、本発明のボールスクリユーの熱膨張補正
方式によれば、接触検出手段に基準長を与えてお
くことで、ワークに所定の加工を施すための移動
指令値から、ボールスクリユーの熱膨張による誤
差を補正した補正移動指令値Xc′を得ることがで
き、しかも簡単な構成で実現されるので、工作機
械を精度良くかつ安価に数値制御できる。
方式によれば、接触検出手段に基準長を与えてお
くことで、ワークに所定の加工を施すための移動
指令値から、ボールスクリユーの熱膨張による誤
差を補正した補正移動指令値Xc′を得ることがで
き、しかも簡単な構成で実現されるので、工作機
械を精度良くかつ安価に数値制御できる。
第１図は本発明に係るボールスクリユーの熱膨
張補正方式を実現する構成図、第２図は熱膨張補
正方法説明図、第３図は本発明を実現する回路ブ
ロツク図である。 １０１……ボールスクリユー、１０２……移動
台、１０３……触針ヘツド、１０４……触針、１
０５……パルスコーダ、１０６ａ，１０６ｂ……
基準長部材、１０７……NC、１０８……旋盤、
１０９……チヤツク、１１０……ワーク、２０５
……演算部、２０６……パルス分配器、２１０…
…位置レジスタ、２１１……演算回路。
張補正方式を実現する構成図、第２図は熱膨張補
正方法説明図、第３図は本発明を実現する回路ブ
ロツク図である。 １０１……ボールスクリユー、１０２……移動
台、１０３……触針ヘツド、１０４……触針、１
０５……パルスコーダ、１０６ａ，１０６ｂ……
基準長部材、１０７……NC、１０８……旋盤、
１０９……チヤツク、１１０……ワーク、２０５
……演算部、２０６……パルス分配器、２１０…
…位置レジスタ、２１１……演算回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ボールスクリユーを介して移動台を移動指令
値Xcに従つて移動させながらワークに所定の加
工を施す数値制御工作機械におけるボールスクリ
ユーの熱膨張補正方式において、前記移動台に装
着されその触針が他の物体に触れた際に接触信号
を出力する接触検出手段と、前記機械の固定部に
相対向して配置されることで前記接触検出手段に
基準長Ａを与える第１、第２の基準長部材と、前
記移動台の位置を検出する位置検出器と、前記移
動台を設定された基準位置から前記第１の基準長
部材並びに第２の基準長部材までそれぞれ移動し
て前記位置検出器で検出される値x11′（≧０）、
x12′（≧０）を記憶する記憶手段と、これら値
x11′、x12′及び前記基準長Ａから前記移動指令値
Xcを補正する補正制御手段とを具備したことを
特徴とするボールスクリユーの熱膨張補正方式。 ２ 前記接触検出手段の触針の幅をＢ、接触信号
が発生してから前記移動台が停止するまでの随走
距離をΔｌとするとき、 Xc′＝（x11′＋x12′）Xc／（Ａ−Ｂ＋２Δｌ） により、前記補正制御手段で補正された移動指令
値Xc′を発生することを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載のボールスクリユーの熱膨張補正
方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18674080A JPS57114341A (en) | 1980-12-30 | 1980-12-30 | Thermal expansion compensating device for pole screw |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18674080A JPS57114341A (en) | 1980-12-30 | 1980-12-30 | Thermal expansion compensating device for pole screw |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57114341A JPS57114341A (en) | 1982-07-16 |
| JPS6147653B2 true JPS6147653B2 (ja) | 1986-10-20 |
Family
ID=16193818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18674080A Granted JPS57114341A (en) | 1980-12-30 | 1980-12-30 | Thermal expansion compensating device for pole screw |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57114341A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6228273A (ja) * | 1985-07-30 | 1987-02-06 | Toshiba Corp | 排紙機構 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61144944U (ja) * | 1985-02-27 | 1986-09-06 | ||
| JP2753724B2 (ja) * | 1989-03-03 | 1998-05-20 | 株式会社小松製作所 | 工作機械の補正方法 |
| CN109283890B (zh) * | 2018-11-20 | 2023-11-03 | 东莞市义信精密模具科技有限公司 | 数控机床托板热误差自动补偿装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55164455A (en) * | 1979-06-11 | 1980-12-22 | Okuma Mach Works Ltd | Automatic measuring and compensating device for nc machine tool |
-
1980
- 1980-12-30 JP JP18674080A patent/JPS57114341A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55164455A (en) * | 1979-06-11 | 1980-12-22 | Okuma Mach Works Ltd | Automatic measuring and compensating device for nc machine tool |
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|---|---|---|---|---|
| JPS6228273A (ja) * | 1985-07-30 | 1987-02-06 | Toshiba Corp | 排紙機構 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57114341A (en) | 1982-07-16 |
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