JPS6190855A - 工作機械の座標系設定装置 - Google Patents

工作機械の座標系設定装置

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JPS6190855A
JPS6190855A JP21104584A JP21104584A JPS6190855A JP S6190855 A JPS6190855 A JP S6190855A JP 21104584 A JP21104584 A JP 21104584A JP 21104584 A JP21104584 A JP 21104584A JP S6190855 A JPS6190855 A JP S6190855A
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machining
workpiece
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Keiichi Matsumoto
敬一 松本
Yukio Sunakawa
砂川 幸男
Hideki Sasaki
佐々木 英記
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    • 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
    • G05B19/401Numerical 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 control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes
    • G05B19/4015Numerical 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 control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes going to a reference at the beginning of machine cycle, e.g. for calibration

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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】 (1)産業上の利用分野 本発明は、複数の工具を刃物台タレットにセットし、各
工具へ加工位置の座標値を指令して自動制御を行なうN
C工作機械の座標系設定装置に関する。特に、機械原点
を基準とする直交座標で制御される工具へ、NCデータ
の加工原点を基準とする数値を代入する工作機械の座標
系設定装置に関する。
(2)従来の技術 NC工作機械において、ワーク加工用の座標と工具制御
用の座標とは、それらの座標系が例えば直交座標と極座
標の如く異なるタイプでない限り、ほぼ共通に使用可能
で、数値的にも互換性を有するが、実際には工具側もワ
ーク側もそれぞれ微妙な問題を抱えていて、ストレート
にデータの交換を行うことが出来ないのが現状である。
(3)解決しようとする問題点 上記従来の技術で、特に問題になる点は、工具側では、
刃物台タレフトに複数の工具をセットした際に、各工具
の刃先位置が機械原点からそれぞれ異なる取付偏差を有
することで、その対策としては、近時、ツールプリセツ
タと呼ばれる計測手段か工夫されているが、その利用法
はまだ研究の余地を残す状態にある。ワーク側の問題点
は、加工に先立つ試し削りの取り代とその振分けによっ
て加工原点そのものが機械原点に対して変動することで
、従来は、製品の精度低下を黙認するか、捨て削りのの
ちに削り面をマイクロ測定し、各工具毎にワークとの相
対位置を演算し直すという非能率な方法に頼っていた。
(4)   目  的 本発明の目的は、上記の問題点を解決するために提案さ
れたものであって、ワークへ指令されるNCデータの加
工原点誤差と機械側の工具取付偏差とを装置内で処理し
て、ワーク加工の基阜を容易に設定し、加工精度が向上
できる工作橘眩の座標系設定装置を提供することにある
(5)問題を解決するための手段 本発明は、上記の目的を達成するために、任意工具の1
つを基小工具とすべく設定し−試し削り終了後のワーク
面へ接触させて、加工原点から刃先位置までの実測値と
NCデータ値を計測し、その差値と、予め設定されてい
た座標値とで真の座標系データ値にシフトすると共に、
任意工具および他の工具を試し削り後のワーク面へ接触
させてワーク系座標値を夫々計測し、その差値を算出し
て補正データとして備え、これらのデータをメモリに用
意して所望の座標系設定に使用することを特徴とする。
(6)作用 本発明の座標系設定装置は、任意工具でワークを試し削
りした後、任意工具および他の工具をワ一り面へ接触さ
せ、加工原点からの刃先位置までの実測値およびNCデ
ータ値を求め、装置内で演算し補正することによって、
容易に座標系を設定でき、加工精度の良好なデータを得
ることができるのである。
(7)実施例 以下本発明の実施態様について、図面に基すいて詳細に
説明する。
第1図の(イ)および(ロ)は本発明におけるワークと
工具の関係を示す説明図である。第1図の(イ)および
(TI)において、ワークWはチャックBに把持され、
該チャックBに対向する側に機械原点間を有する工具T
によって加工される。チャックBはその取付基面I4の
中心を通り、かつ該取付基面I4に垂直なZ軸を回転軸
とし、てワークWを把持したまま回転可能であり、本実
施例の座標軸方向は、このZ軸と、該Z軸に直交するX
軸とで2次元の直交座標が構成される。
(イ)図は径方向に関する補正を示し、(υ)図は端面
切削に関する補正を示すが、その原理および手順は同一
である。
すなわち、試し削り終了後、任意工具の刃先をワークの
円周面もしくは端面に接触させたままで、その刃先位置
の加工原点からの位置データXDPもしくはZDPを読
み取り、一方でマイクロメータ等でワークの径並びに端
面の実測値XINI  ZINを計測する。
その際、予め設定された座標系設定値すなわち機械原点
間(0,0)から加工原点A(0,0)まてのX座標お
よびZ座標の座標値をXw’、Zw’とする。
この予め設定された座標系における位置データと実測値
との差値が加工原点からの補正値であり、該補正値を夫
々XER+  ZERとすれは、XER=XDP   
XIN   +    ZER=  Znr −Zls
である。
従って、真の座標系である機械原点間(0,0)から加
工原点へまでの座標値を夫々XW、Zwとすれば、すで
にある座標系の設定値XW’、ZV/’と真の座標値X
W、ZWとの関係は、 XW=XW’+XER、ZW=ZW’+ZERとなる。
取付偏差を有する各工具の刃先を試し削り後のワークの
円周面もしくは端面に接触させたままで、その刃先位置
の加工原点からの位置データをX。、。
ZDPnとし、さらに前記任意工具における刃先位置の
加工原点Aからの実測値はX’H,ZINであるから、
各工具における加工原点からの補正値をX0FN・ Z
 OFNとすれば、 補正値X。FN =Xnpn  XI)II  ZOF
N =Zopn   ZINとして求められる。
この時点での任意工具における加工原点からの補正値を
X。FA 、  ZOFAとすれば、座標系設定データ
をXw′からX w (= X w ’ + X ER
)にシフトしたので任意工具においてj’;! X o
p−= X +Hとなるから 補正値 X。FA=XDPゎ−XIN=OZoyA=Z
DPII’  Z IN= Oとなる。
従って、任意工具におりる補正値X。FA +  ZO
FAは夫々0であり、また各工具における補正値X。F
N +Z OFNは、 X0FN  =Xorn   X1lll  ZOFN
  =ZDPN   ZINの式より算出された値とな
る。
第2図は本発明を実施した工作機械の座標系設定装置の
一例を示す構成図で、(イ)図は手動による場合、(ロ
)図はタッチセンサーを使用した場合による構成図であ
る。まず第2図の(イ)において、座標系設定装置は、
NCデータを読み取るテープリーダ1.その入力回路1
a、加工原点から刃先位置までの実測値の入力手段であ
る画面付キーボード2.その入出力装置2a1機械原点
および加工原点からの位置データを送出する位置データ
送出手段3.任意工具により、試し削り終了後ワーク面
に接触させ真の座標系設定データを求むべく、実測値の
入力時にアンドゲート4aを通過させて前記加工原点か
らのワーク座標系による実測値と現在値であるNCデー
タ値との差を算出し補正する第1の演算手段4.予め設
定された座標値と上記第1の演算手段4により演算した
補正値との差を算出し補正する第2の演算手段5.該第
20演算手段5で演算された値で座標系をシフトする座
標系設定データメモリ6を構成し、任意工具および他の
工具を試し削り後のワーク面へ接触させ夫々の工具補正
データを求むべくワーク座標系における位置データと任
意工具(試し削り工具)のワーク座標系の実測値から工
具の補正値を演算する第3の演算手段7.第3の演算手
段7では、任意工具(試し削り工具)の工具補正値を求
める場合、実測値入力時に、該実測値をアントゲ−t−
7aで通過し置換回路7bによって実測値をワーク座標
系現在値に置き換える。従って、オアゲート7cを通過
して第3の演算手段7で前算される任意工具における工
具補正値はX。rA”Oである。他の工具補正値を求め
る場合、他の工具補正入力時にワーク座標系の現在値を
アン、トゲ−ドアdで通過させ、オアゲート7cを通っ
て実測値と現在位置データとの差値が演算される。該第
3の演算手段7で算出された各補正値を格納する補正デ
ータ・メモリ8で(74成され、またNCデータを一時
格納する加ニブログラム・メモリ9および中央処理装置
であるCPUl0を備えた114成からなる。画面付キ
ーボード2は、第3図に示す如<CRT画面21、文字
キー22.数字キー231機能キー24、カーソルキー
25および電源スイツチ26等で(i4成されている。
次に第2図の([1)のタッチセンサーを使用した場合
における構成を説明するが、その前にタッチセンサの一
例を第5図を用いて説明する。第5図において、工作機
械りの固定側にセンサPを配し、ワークWと工具Tとが
導体接触した瞬間に閉回路を形成するもので、閉回路に
流れる電流を電磁誘導等で検出し、その信、号を画面付
キーホードの前記i押釦に換えて使用する。当然手数の
簡略イムと操作の迅速化につながるものである。
第2図の(U)における座標系設定装置の構成は、第2
図の(イ)において、すでに説明したものと大部分で同
一であるが、タッチセンサ11が入力回路11aを介し
てパスに接続され、その接)iJ: (、E号は、Xも
しくはZの選択された側でのみアンド・ゲー111b、
llcを通過し、X選択ではアントゲ−ドアdへ信号を
送出しワーク座標系の現在値の採択に参加し、各工具の
XおよびZの現在値を自動的に読み取るのである。
本発明の座標系設定装置の作用について説明する。第4
図は座標系設定装置の操作の一例を示すフローチャート
図である。フローチャートとしてはX軸もZ軸も同様で
あり、片方を説明すれば充・ 分であるから、ここでは
X軸についてのみ説明する。
第4Mにおいて、第0段として任意の工具によりワーク
Wを試し削りする。第0段で試し削り終了後、第0段と
して任意工具を第1図の(イ)の如くワークWの切削面
に突当て接触させる。第■段重を押すと、CRT画面2
1、に図の如き画面が選択表示される。そこで第0段と
してマイクロメータ等で実測したワーク径の数値を、文
字キー22゜数値キー23および入カキ−24を用いて
と押釦すると、第2図の(イ)にキーボード入力値であ
る実測値XINが取込まれる。次に第0段としてワーク
系座標における任意工具の現在値もXDPとして取込ま
れる。第0段として第1の演算手段4で、第0段および
第0段で取込まれた X9.。
XINの差であるxn+’  XINの?i6算が行わ
れ、その差値X。を算出する。次に、第0段として座標
系設定データ6に、予め設定した座標値XW’と第0段
で演算処理したXFRとを第2の演算手段5に取り込ま
せて、X〜V′+XFRのfj算を行い、その算出され
たXWを第0段として、座標系設定データ6に代入し新
しい座標系とする。
第0段として、第0段および第0段で取込まれたワーク
座標系におけるX。、−Xいの差であるX、、−Xいの
演算を第3の演算手段7で行う。この場合座標系をXW
’からXWヘシフトしたので、XDP=XIHであるか
らX。、=0である。その値X0F−一〇を第[相]段
として補正データ・メモリ8の任意の補正No、工具の
X項に代入され格絡される。
次に、各工具毎の計測に移り、第0段で各工具をワーク
面へ突当てて接触させ、第0段で画面付と押釦すると、
第0段でその工具の刃先位置が第2図の(イ)のX現在
値XDp、として取込まれ、第0段で第3の演算手段7
によりXDPr+ −XINすなわち工具毎のX補正値
X。F7が算出され、第[相]段で第2図の(イ)の補
正データ・メモリ80当該工具のX項に代入される。
この手順を、刃物台タレットにセットされだすへての工
具TOX項および2項について繰返すと、補正データ・
メモリ8が完備される。
なお、第2図の(イ)の補正データ・メモリ8中のR項
は刃先半径によって鋭利度を示し、M項は工具の識別用
フラグを示し1、さらにT項はタッチセンサを使用する
場合の刃先位置の識別番号である。
第2図の(11)のタッチセンサを使用した場合には、
第4図のフローチャートで第0段に入る前でローは全く
変更ない。
(8)効果 以上説明したとおり、本発明によれば任意の工具でワー
クを試し削りした後、任意工具および他の工具をワーク
面へ接触させ、加工原点からの刃先位置までの実測値、
NCデータ値を求め、装置内で演算し補正することによ
って、ワーク加工の基小を容易に設定できる工作機械の
座標系設定装置であって、正確かつ容易に制御できる。
従って、加工作業の精度向上およびオートメーション化
と能率向上に貢献するのである。
【図面の簡単な説明】
第1図の(イ)および(ロ)はワークと工具の関係を示
す説明図、第2図の(イ)および(+1)は本発明によ
る座標系設定装置の実施例の(H,>成図、第3図は画
面付キーボードの正面図、第1図は本発明の操作手順の
フローチャート図、第5図は夕・ノチセンサの構成図で
ある。 W・・・ワーク     T・・・工 具A・・・加工
原点    0・・・機械原点X 181 2 IN・
・・実測値 X n l’ +  Z D r・・・ワーク座標系に
おけるNCデータ値XER+  ZER・・・ワーク座
標系における補正値X、’、Z、’・・・すでにある座
標系設定データ値X、、、Zい・・・真の座標系設定デ
ータ値l・・・テープリーダ   2・・・入力手段3
・・・位置データ送出手段 4・・・第1の演算手段5
・・・第2の演算手段  6・・・座標系設定データ7
・・・第3の演算手段 8・・・補正データ・メモリー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1本もしくは1本以上の工具を刃物台タレットにセット
    し、機械原点を基準とする直交座標により各工具の加工
    位置を制御する工作機械に対し、加工原点を基準とする
    NCデータを代入する工作機械の座標系設定装置であっ
    て、任意工具で試し削りを行ない試し削り終了後ワーク
    面へ接触させ、加工原点から刃先位置までの実測値を入
    力する入力手段と、該任意工具もしくは他の各工具を前
    記ワーク面へ接触させた状態で加工原点から刃先位置ま
    でのワーク系座標値を読み取る位置データ送出手段と、
    該位置データ送出手段で読み取られた任意工具のワーク
    系座標値と前記入力された実測値との差を算出する第1
    の演算手段と、第1の演算手段で得られた補正値と予め
    設定された機械系座標値との差を算出する第2の演算手
    段と、該第2の演算手段で算出された値で座標系をシフ
    トする座標系設定データと、前記位置データ送出手段で
    読み取られた任意工具および他の各工具のワーク系座標
    値と前記入力された実測値との差を算出する第3の演算
    手段と、該第3の演算手段で算出された各補正値を格納
    する補正データ・メモリおよび上記各手段を制御する中
    央処理装置とを備えたことを特徴とする工作機械の座標
    系設定装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101842992B1 (ko) * 2016-10-27 2018-03-28 한국생산기술연구원 공구위치 세팅장치 및 그것을 이용한 공구위치 세팅방법

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JPS4932291A (ja) * 1972-07-25 1974-03-23
JPS5926401A (ja) * 1982-07-27 1984-02-10 宇部サイコン株式会社 粉粒体の自動袋詰ロボツト

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