JPS6171946A - 数値制御工作機械における加工制御方法 - Google Patents

数値制御工作機械における加工制御方法

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JPS6171946A
JPS6171946A JP18942884A JP18942884A JPS6171946A JP S6171946 A JPS6171946 A JP S6171946A JP 18942884 A JP18942884 A JP 18942884A JP 18942884 A JP18942884 A JP 18942884A JP S6171946 A JPS6171946 A JP S6171946A
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JP
Japan
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machining
correction
target value
dimensions
dimension
Prior art date
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JP18942884A
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English (en)
Inventor
Yasu Kobayashi
小林 鎮
Kazuki Uemura
和樹 植村
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Yamazaki Mazak Corp
Original Assignee
Yamazaki Mazak Corp
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Publication date
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Publication of JPS6171946A publication Critical patent/JPS6171946A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G05B2219/50Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50063Probe, measure, verify workpiece, feedback measured values

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 (a)、産業上の利用分野 本発明は、旋盤やマシニングセンタ等の数値制御工作機
械において、ワークの加工寸法を所定の公差内に収める
ために用いられる加工制御方法に関する。
(b)、従来の技術 第4図は数値制御工作機械において、寸法公差を有する
加工に際して設定される、補正領域と非補正領域を示す
図、第5図及び第6図は従来の加工制御方法で加工を行
った場合の、加工の進行状況と不良の発生状態を示す図
である。
通常、数値制御工作機械にいて、寸法公差を有する加工
を行う場合、数値制御工作機械側では加ニブログラム指
示された寸法公差に対して、第4図に示すように、加工
目標値M1を中心として上下に所定の寸法範囲A1、A
2で非補正領域UMを設定すると共に(一般に非補正領
域UMは、タッチセンサ等の寸法計測手段による測定誤
差により、むやみに、刃先位置を変動させないための緩
衝領域として設ける。)、非補正領域UMと寸法公差の
上限B1と下限B2間に補正領域を上部補正領域AMI
と下部補正領域AM2に分割した形で設定し、所定数の
ワークの加工が終了する度毎に、り・ソチセンサ等のワ
ーク寸法測定手段によりワークの加工寸法を測定し、そ
の結果ワークの加工寸法が、非補正領域UM内に納まっ
ている場合には良好な状態で加工が行われているものと
判断して何らの補正動作も行わず、また測定結果が上部
補正領域AMIと下部補正領域AM2に入っている場合
には、工具の刃先の摩耗等により、加工寸法がいずれ所
定の寸法公差の上限B1又は下限B2を逸脱するであろ
うものと判断し、次のワークを加工ずろ時点から、加工
寸法の補正動作を行って、加工寸法が寸法公差の上限B
1又は下限B2を逸脱しないように制御している。
しかし、従来、寸法補正量を決定する上で基準となる補
正目標値と17で、加工目標値M1が採用されており、
その値は、加ニブログラムの指示に基づく固定的な値と
して数値制御工作機械内で設定されていた。
(C)0発明が解決しようとする問題点このように、補
正目標値を固定的な値とじて設定すると、第5図及び第
6図に示すように、加工に際1ノでの加工寸法の変動、
即ち寸法変動V Lが一定の値を越えると、直ちに不良
が発生する可能性が高く [第5図(第6図)の場合、
10個目のワークにおいて、9個目のワークに対して加
工寸法が+0.06mm (−0,06胴)変動し、そ
の結果加工寸法は、寸法公差に基づく最大(小)許容寸
法であるφ100.10抽n(φ99.90mm)を越
えて、不良品(第2図、第3図、第5図及び第6図にお
いて「良否」の欄の「○」は良品を示し、「×」は不良
品を示す。)となる。]、そうした寸法変動をある程度
許容しうる加工制御方法の開発が望まれていた。
本発明は、前述の欠点を解消すべく、ワークの加工に伴
って発生する加工寸法の変動に対応して、加工寸法が公
差を逸脱しないように適宜調整することが出来る数値制
御工作機械における加工制御方法を提供することを目的
とするものである。
(d)0問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、補正目標値を、加工の進行に伴って変
化させるようにして構成される。
(e)0作用 上記した構成により、本発明は、加工の進行に伴う加工
寸法の変動に応じて補正目標値が変化し、加工寸法を公
差の範囲内に押さえるように作用する。
(f)、実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
第1図は本発明による加工制御方法が適用されナコ数値
制御工作機械の一実施例を示す制御ブロック図、第2図
及び第3図は本発明による加工制御方法を用いて加工を
行った場合の、加工の進行状況と不良の発生状態を示す
図である。
数値制御工作機械1は、第1図に示すように、主制御部
2を有しており、主制御部2にはバス線3を介して加ニ
ブログラムメモリ5、公差メモリ6、領域演算部7、補
正パラメータメモリ9、ワーク寸法測定制御部10、補
正目標値メモリ11、機構制御部12、キーボード13
、補正演算部17等が接続している。ワーク寸法測定制
御部10には、タッチセンサ15が移動駆動自在に接続
しており、機構制御部12には刃物台、テーブル等の機
構部16が機構制御部12により駆動制御自在に設けら
れている。
数値制御工作機械1は以上のような構成を有するので、
加工に際しては、主制御部2は加ニブログラムメモリ5
に格納された加ニブログラムPROを読み出し、それに
基づいて機構制御部12を介して機構部16を駆動制御
して、加ニブログラムPROに指示された所定の加工を
行ってゆく。
この際、主制御部2は加ニブログラムPROに示された
加工情報から、第4図に示す、加工目標値M1、寸法公
差の上限B1、下限B2を読み出して公差メモリ6に格
納し、更に補正パラメータメモリ9にパラメータとして
格納された、加ニブログラムPROに指示された寸法公
差に対応する非補正領域UMの寸法範囲A1、A2を読
み出す。
次に、主制御部2は、領域演算部7を駆動して、上限B
1及び下限B2と非補正領域UMの寸法範囲AI、A2
の値から、上部補正領域AMIと下部補正領域AM2の
値を演算させ、その結果を補正パラ、メータメモリ9に
格納する。
こうして、寸法公差に対する、非補正領域tJM及び各
補正領域AMI、AM2が設定されたところで、加]−
プログラムPROに基づく実際の加工に入るが、仮に、
ワークの加工が、第2図に示すように、1個目のワーク
から10個目のワークまで行わ第1、その際に、各ワー
クについて工具の刃先の摩耗やワーク材質の関係から、
図示するような寸ン去変動Vl−が認められたとする。
ここで、加ニブログラムPROの指示した加工目標値M
1及び寸法公差はφ100±0.10mmであり、補正
パラメータメモリ9に格納された非補正領域U MのN
広範囲A1、A2は、−0,05+++mJJ、上、−
I−0,05mmjJ下とする。すると、領域演算部7
により演算されて補正パラメータメモリ9に格納される
上部補正領域A M 1は、+0.05を越え、+0.
10mmJJ下で、下部補正領域AM2は、−0,1昨
線上、−〇、05mm未満となる。
この状態で、1個目のワークの加工を加ニブログラムP
ROに基づいて行い、当該加工が終了したところで、主
制御部2はワーク寸法測定制御部10を駆動してタッチ
センサ15によるワークの寸法計測を行い、その計測結
果を補正パラメータメモリ9内に格納されtこ補正領域
の値と比較して、ワークの寸法が補正すべき値になって
いるか否かを判定する。その計測結果を、第2図の「加
工寸法」の欄に示すが、1個目のワークはφ100゜0
0mmで、その寸法は加工目標値M1と一致しており、
良好な加工が行われているものと判断されるので、主制
御部2は何らの補正動作も行わない。
こうして、2個目のワークの加工に入り、同様にその加
工後にタッチセンサ15による加工寸法計測を行うが、
2個目のワークもφ100.02m+nで、その値は非
補正領域UMに納まっているので、補正動作は行わない
が、4個目のワークになると、φ100.08mmとな
り、その値は上部補正領域AMIに入る。そこで、主制
御部2は補正演算部17を駆動して、寸法補正量Kle
演算させる。この補正量にば、演算時点の補正目標値A
V(この場合、加工目標値M 1. )と、最新のワー
クの加工寸法(この場合、φ1. O0,08mm)の
差から求められる。演算部17が寸法補正量Kを演算し
て求めると、主制御部2は、この求められた補正量Kに
基いて、加工に際しての工具刃先を−0,08mmだけ
ずらして、次のワークの加工寸法が補正目標値AVとし
てのφ100,00mmとなるように、補正動作を加ニ
ブログラムPROに対して行い、機構制御部12に指令
する。これと同時に、主制御部2は、補正演算部17を
駆動して、補正目標値AVの変更を指令する。
これを受けて補正演算部17は、補正シフト基Xを補正
パラメータメモリ9から読み出して、補正目標値AVを
加工目標値M1と等しい、それまてのφ1.00.00
mmから、加工寸法が入り込ノしだ上部補正領域AMI
とは反対側の下部補正領域AM2側に補正シフトJI 
X = 0.01mmだけずらし、その値をφ99.9
9mmに更新し、同時に補正目標値メモリ11に格納さ
れた補正目標値AVもそれまでのφ100.00からφ
99.99−こ更新する。この状態で、更に5個目と6
個目のワークの加工及びタッチセンサ15による計測を
行うが、補正目標値AVは下部補正領域AMZ側にシフ
トされているので、5個目以降のワークについては、補
正動作に際して決定される寸法補正量Kが新たに下部補
正領域AMZ側にシフトした形で設定された補正目標値
AVに基づいて決定されるので、突発的に、大きな寸法
変動が上部補正領域AMI側に生じても、加工寸法を公
差内に収めるための体制が整うことになる。第2図の場
合、6個目のワークで加工寸法が上部補正領域AMIに
入るので、補正動作が主制御部2により行われる。この
際の、補正量には、既に述べたように、補正目標値AV
を基準として補正演算部17により演算決定される。更
に、この際、再度、補正目標値AVが、下部補正領域A
MZ側に、補正シフト量Xに相当する量だけシフトされ
る形で更新され、補正目標値メモリ11中に格納される
。この更新された値は、演算部17から補正目標値メモ
リ11に格納される時点で、補正パラメータメモリ9中
で予め設定された限界補正目標値LTT (この場合、
LTT=φ99,98)と比較され、演算部17が演算
した新tコな補正目標値AVの値が限界補正目標値LI
Tより、加工目標値M1に対17て外側、即ち各補正領
域AMI、AMZ側ヘシフトする場合には、それ以上の
補正目標値AVのシフト動作は行わずに、限界補正目標
値LITを最終的な補正目標値AVとして採用し、補正
目標値メモリ11内に格納する。
こうして、8個目及び10個目のワークでは、補正目標
値AVのシフト動作は、該補正目標値AVが限界補正目
標値L I Tに達していることから行われることは無
いが、各ワークに加工の進行に伴って発生する寸法変動
VLば、第5図に示す、固定的な補正目標値AVの場合
と同一であるにも係わらず、1個の不良品も発生するこ
とは無い。
なお、上述の実施例は、加工に伴って発生する寸法変動
V Lが、第2図に示すように、加工目標値M1に対し
てプラス側(マイナス側でも同じ。
熱変位等の影響でマイナス側となることも有る。)の片
方にのみ生じた場合について述べたが、通常の加工では
、ワークの寸法変動VLはどちらか一方の側に片寄るの
が殆どであるので問題は無い。
しかし、難切削材等で、寸法変動VLが加工目標値M1
に対してプラス側又はマイナス側の両方に変動する場合
も考えられるので、次にそうした場合について説明する
第3図は、図からも明らかなように、寸法変動V Lが
プラス側又はマイナス側の両方に発生しているが、この
場合でも本発明による、補正目標値AVのシフト動作が
有効であることが、第6図に示すように、同一の寸法変
動VL条件で、従来の固定的な補正目標値AVを用いt
コ加工に、不良品が出ることを考慮すると明らかである
。なお、補正目標値AVのシフト動作は、第3図からも
明らかなように、ワークの加工寸法が入り込んだ補正領
域AM1またはAM2に対して、当該寸法が入り込んだ
時点で、その反対側にシフトする形で行なわれる。
また、ワークのタッチセンサ15等の寸法測定手段によ
る加工寸法の測定動作は、本実施例のように、ワークの
加工1個毎に行う必要は無く、工具摩耗等の発生程度に
応じて、10個毎、100個毎等適宜に決定することが
出来る。また、寸法測定手段としては、タッチセンサ1
5の他に、レーザ測長器等、非接触形の測定手段等を用
いることも当然可能である。
更に、補正パラメータメモリ9内に格納される各種パラ
メータは、加ニブログラムPRO等で指定することも、
またキーボード13を介してオペレータが任意に設定す
ることも当然可能である。
(g)0発明の効果 以−ヒ、説明したように、本発明によれば、寸法補正量
Kを決定する基準となる補正目標値AVを、加工の進行
に伴って変化させるように構成したので、ワークの加工
に伴って発生する加工寸法の変動に対応1ノで、寸法補
正量Kが、後の加工において加工寸法が公差を逸脱しな
い方向に適宜調整され、従って不良品の発生頻度の低い
、信頼性の高い加工方法の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による加工制御方法が適用された数値制
御工作機械の一実施例を示す制御ブロック図、第2図及
び第3図は本発明による加工制御方法を用いて加工を行
った場合の、加工の進行状況と不良の発生状態を示す図
、第4図は数値制御工作機械において、寸法公差を有す
る加工に際して設定される、補正領域と非補正領域を示
す図、第5図及び第6図は従来の加工制御方法で加工を
行った場合の、加工の進行状況と不良の発生状態を示す
図である。 1・・・・・・数値制御工作機械 K・・・・・・寸法補正量 B1・・・・・・上限 B2・・・・・・下限 Ml・・・・・・加工目標値 AV・・・・・・補正目標値 UM・・・・・・非補正領域

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 加工目標値を中心にして上下に加工寸法を 補正しない非補正領域を有し、更に前記非補正領域と寸
    法公差の上限と下限間に加工寸法を補正する補正領域を
    設け、ワークの加工寸法を測定して、該加工寸法が前記
    補正領域内に入った場合には、前記加工寸法と補正目標
    値との差から寸法補正量を求め、前記寸法補正量に基づ
    いてワークの加工寸法を補正して、加工寸法が公差を逸
    脱しないように制御する数値制御工作機械における加工
    制御方法において、前記補正目標値を、加工の進行に伴
    って変化させるようにしたことを特徴とする数値制御工
    作機械における加工制御方法。
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