JPS6239160A - 数値制御装置付き工作機械 - Google Patents
数値制御装置付き工作機械Info
- Publication number
- JPS6239160A JPS6239160A JP17853685A JP17853685A JPS6239160A JP S6239160 A JPS6239160 A JP S6239160A JP 17853685 A JP17853685 A JP 17853685A JP 17853685 A JP17853685 A JP 17853685A JP S6239160 A JPS6239160 A JP S6239160A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- processing section
- data
- machining
- load current
- Prior art date
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- Pending
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- Numerical Control (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。
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〕
この発明は、数値制御装置付き工作機械に関するもので
ある。
ある。
従来、数値制御装置付き工作機械には、加工応力によっ
て工作機械の機械系に生ずるひずみを積極的に補正する
機能を具備したものは存在しなかった。そのため、ある
程度の精度の必要なワーク（即゛ち被加工物）の加工時
には、加工工程を荒加工、仕上加工と２回以上に分ける
とともに仕上加工時には切削応力による機械のひずみが
小さくなるように、仕上代を少なくしていた。
て工作機械の機械系に生ずるひずみを積極的に補正する
機能を具備したものは存在しなかった。そのため、ある
程度の精度の必要なワーク（即゛ち被加工物）の加工時
には、加工工程を荒加工、仕上加工と２回以上に分ける
とともに仕上加工時には切削応力による機械のひずみが
小さくなるように、仕上代を少なくしていた。
第２図、第３図は従来から行なわれている荒加工、仕上
加工の態様を示した図である。１０１ ＋１被加工物で
あるワーク、１０２は前記ワーク１０１の荒削り代、１
０３は前記ワーク１０１の仕上代、１０４は工具（例え
ばエンドミル）、１０５は加工時に発生する切削応力を
示した矢線ベクトル、１０６は前記工具１０４の進行方
向を示す矢印。
加工の態様を示した図である。１０１ ＋１被加工物で
あるワーク、１０２は前記ワーク１０１の荒削り代、１
０３は前記ワーク１０１の仕上代、１０４は工具（例え
ばエンドミル）、１０５は加工時に発生する切削応力を
示した矢線ベクトル、１０６は前記工具１０４の進行方
向を示す矢印。
１０７は前記切削応力を示した矢線ベクトル１０５によ
って前記工具１０４に生じたひずみ量を示すベクトルで
あり、通常前記第３図にて図示するごとき仕上加工時に
は無視できる程度の大きさである。前記第２図から明ら
かなように荒削り時には切削応力１０５によって生ずる
工具１０４のひずみ量１０７が大きいため数値制御装置
へのプログラミング時に指定した仕上代α】、α２のみ
を残すのではなく、実際には前記仕上代α１．α２にひ
ずみ量１０７を加えたα１＋Δα１．α２＋Δα２を残
して荒削りを完了することになる。よって仕上加工時に
は、数値制御装置へのプログラミング時に指定した仕上
代α１．α２とひずみ量Δα１゜Δα２を加えたものを
実際の仕上代として加工することになる。
って前記工具１０４に生じたひずみ量を示すベクトルで
あり、通常前記第３図にて図示するごとき仕上加工時に
は無視できる程度の大きさである。前記第２図から明ら
かなように荒削り時には切削応力１０５によって生ずる
工具１０４のひずみ量１０７が大きいため数値制御装置
へのプログラミング時に指定した仕上代α】、α２のみ
を残すのではなく、実際には前記仕上代α１．α２にひ
ずみ量１０７を加えたα１＋Δα１．α２＋Δα２を残
して荒削りを完了することになる。よって仕上加工時に
は、数値制御装置へのプログラミング時に指定した仕上
代α１．α２とひずみ量Δα１゜Δα２を加えたものを
実際の仕上代として加工することになる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで上述したごとき従来の方式によると、荒加工、
特に重切削加工では切削応力によって生ずる工具のひず
みが該工具の表面に出てくるので、仕上加工を行なわな
いと当初数値制御装置にプログラミングしたときの加工
寸法が得られないことになる。そのため、加工面の荒さ
をそれほど必要としない場合であっても、仕上加工を行
なわないと当初数値制御装置にプログラミングしたとき
の加工寸法が得られないという問題点があった。
特に重切削加工では切削応力によって生ずる工具のひず
みが該工具の表面に出てくるので、仕上加工を行なわな
いと当初数値制御装置にプログラミングしたときの加工
寸法が得られないことになる。そのため、加工面の荒さ
をそれほど必要としない場合であっても、仕上加工を行
なわないと当初数値制御装置にプログラミングしたとき
の加工寸法が得られないという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、切削応力に起因する工具のひずみを自動的に
補正することによって、重切削加工においても数値制御
装置にプログラミングしたときの加工寸法が得られる数
値制御装置付き工作機械を得ることを目的とする。
たもので、切削応力に起因する工具のひずみを自動的に
補正することによって、重切削加工においても数値制御
装置にプログラミングしたときの加工寸法が得られる数
値制御装置付き工作機械を得ることを目的とする。
この発明に係る数値制御装置付き工作機械は、工作機械
の機械系に特有な各種誤差に関するデータを補正データ
として所定の演算処理が施され前記工作機械駆動用に変
換された加工データをデータ補正部で補正し、該データ
補正部からの出力信号とフィードバックされた前記工作
機械の工具の変位量に関する検出値データとを受けて前
記工具を駆動するサーボモータの制御を行なう工具位置
フィードバック制御手段とを有するものにおいて、前記
サーボモータの負荷電流を負荷電流検出手段で検出し、
前記負荷電流検出手段から出力された検出値に基づいて
予め設定されている切削負荷と工具のひずみ量との関係
から前記検出値に対応する工具のひずみ量を算出し該算
出したひずみ量を補正データとして前記データ補正部か
ら前記工具位置フィードバック制御手段に出力される信
号をひずみ量算出手段で補正する特徴とするものである
。
の機械系に特有な各種誤差に関するデータを補正データ
として所定の演算処理が施され前記工作機械駆動用に変
換された加工データをデータ補正部で補正し、該データ
補正部からの出力信号とフィードバックされた前記工作
機械の工具の変位量に関する検出値データとを受けて前
記工具を駆動するサーボモータの制御を行なう工具位置
フィードバック制御手段とを有するものにおいて、前記
サーボモータの負荷電流を負荷電流検出手段で検出し、
前記負荷電流検出手段から出力された検出値に基づいて
予め設定されている切削負荷と工具のひずみ量との関係
から前記検出値に対応する工具のひずみ量を算出し該算
出したひずみ量を補正データとして前記データ補正部か
ら前記工具位置フィードバック制御手段に出力される信
号をひずみ量算出手段で補正する特徴とするものである
。
この発明におけるひずみ世算出手段は、負荷電流検出手
段から出力された検出値に基づいて予め設定されている
切削負荷と工具のひずみ量との関係から前記検出値に対
応する工具のひずみ量を算出し該算出したひずみ量を補
正データとしてデータ補正部から工具位置フィードバッ
ク制御手段に出力される信号を補正するものである。
段から出力された検出値に基づいて予め設定されている
切削負荷と工具のひずみ量との関係から前記検出値に対
応する工具のひずみ量を算出し該算出したひずみ量を補
正データとしてデータ補正部から工具位置フィードバッ
ク制御手段に出力される信号を補正するものである。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例に従う数値制御装置付き工作機
械のブロック図である。第１図において、１は駆動サー
ボモータで該駆動サーボモータ１により工作機械を駆動
する。２は前記駆動サーボモータ１の負荷電流を測定す
る為の負荷電流検出手段即ちシャント抵抗、３は駆動ア
ンプ、４は前記シャント抵抗２で測定した負荷電流をア
ナログ／ディジタル変換して出力するためのＡ／Ｄ変換
器、５は数値制御装置への加ニブログラムの入力手段（
この実施例では第１図にて図示するように紙テープ）、
６は前記数値制御装置に入力された加ニブログラムを解
釈して１ブロツクの移動データを作成する前処理部、７
は該前処理部６で作成した移動データを補間する補間処
理部、８は前記補間処理部７によって作成された補間デ
ータに対して加減速処理を行なうスムージング処理部、
９は前記スムージング処理部８からの出力と前述した工
具４の変位量を検出する位置検出器１２よりのフィード
バックで位置ループ制御を行なう工具位置フィードバッ
ク制御手段即ち位置ループ処理部、１０は機械系のバッ
クラッシュ及びポールネジのピッチ誤差を補正するデー
タ補正部即ち補正処理部、１１は前記Ａ／Ｄ変換器４か
ら出力されたディジタル信号に基づいて機械系のひずみ
量を算出するひずみ量算出手段即ちひずみ補正処理部で
ある。
図はこの発明の一実施例に従う数値制御装置付き工作機
械のブロック図である。第１図において、１は駆動サー
ボモータで該駆動サーボモータ１により工作機械を駆動
する。２は前記駆動サーボモータ１の負荷電流を測定す
る為の負荷電流検出手段即ちシャント抵抗、３は駆動ア
ンプ、４は前記シャント抵抗２で測定した負荷電流をア
ナログ／ディジタル変換して出力するためのＡ／Ｄ変換
器、５は数値制御装置への加ニブログラムの入力手段（
この実施例では第１図にて図示するように紙テープ）、
６は前記数値制御装置に入力された加ニブログラムを解
釈して１ブロツクの移動データを作成する前処理部、７
は該前処理部６で作成した移動データを補間する補間処
理部、８は前記補間処理部７によって作成された補間デ
ータに対して加減速処理を行なうスムージング処理部、
９は前記スムージング処理部８からの出力と前述した工
具４の変位量を検出する位置検出器１２よりのフィード
バックで位置ループ制御を行なう工具位置フィードバッ
ク制御手段即ち位置ループ処理部、１０は機械系のバッ
クラッシュ及びポールネジのピッチ誤差を補正するデー
タ補正部即ち補正処理部、１１は前記Ａ／Ｄ変換器４か
ら出力されたディジタル信号に基づいて機械系のひずみ
量を算出するひずみ量算出手段即ちひずみ補正処理部で
ある。
次に上記構成の数値制御装置付き工作機械の動作につい
て説明する。
て説明する。
紙テープ５等より入力された加ニブログラムは、通常の
数値制御装置に同様に前処理部６で１プ目ツクの移動デ
ータに変換される。該前処理部６から補間処理部７に前
記移動データが与えられると該補間処理部７で前記移動
データに対して単位時間当りの移動量Ｆ・ΔＴとして補
間されスムージング処理部８に出力される。前記移動量
Ｆ・ΔＴがスムージング処理部８に与えられると工作機
械が衝撃なく動作するように該スムージング処理部８に
おいて前記移動量Ｆ・ΔＴに対する加減速処理が施され
る。前記スムージング処理部８から補正処理部９に加減
速処理された前記データが与えられると、補正処理部９
は前記データにピッチエラー補正処理、バックラッシュ
補正処理の出力信号を加算し、該加算値を駆動サーボモ
ータ１の駆動指令値として位置ループ処理部９に出力す
る。
数値制御装置に同様に前処理部６で１プ目ツクの移動デ
ータに変換される。該前処理部６から補間処理部７に前
記移動データが与えられると該補間処理部７で前記移動
データに対して単位時間当りの移動量Ｆ・ΔＴとして補
間されスムージング処理部８に出力される。前記移動量
Ｆ・ΔＴがスムージング処理部８に与えられると工作機
械が衝撃なく動作するように該スムージング処理部８に
おいて前記移動量Ｆ・ΔＴに対する加減速処理が施され
る。前記スムージング処理部８から補正処理部９に加減
速処理された前記データが与えられると、補正処理部９
は前記データにピッチエラー補正処理、バックラッシュ
補正処理の出力信号を加算し、該加算値を駆動サーボモ
ータ１の駆動指令値として位置ループ処理部９に出力す
る。
前記工具１０４の移動量が位置検出器１２から与えられ
ると前記位置ループ処理部９は駆動サーボモータ１への
駆動指令値を補正して工具１０４のフィードバック制御
を行なう。この発明に従う一実施例では、前記スムージ
ング処理部８の出力と補正処理部１０の出力との加算値
にひずみ補正処理部１１の出力を加算することによって
前述した工具１０４のひずみ補正を行Ｔｘ ｊものであ
る。シャント抵抗２で測定されＡ／Ｄ変換器４を介して
前記駆動サーボモータｌの負荷電流値データが与えられ
ると、ひずみ補正処理部１１は予め測定されパラメータ
等として設定されている切削負荷と工具１０４のひずみ
量との関係から前記負荷電流値データに対応する工具１
０４のひずみ量を算出する。例えば、切削負荷とひずみ
量との関係が線形であれば、ひずみ量 Ｋ×切削負荷
Ｋ：定数で算出でき、機械によって両者の関係が非線形
であれば、事前の測定により必要十分な切削負荷−ひす
み量との関係をプロットし、該データをパラメータ等と
して設定しておき、実際に演算を行なうときに一次補間
をすれば、検出した負荷電流値に基づいて工具１０４の
ひずみ量を算出することができる。
ると前記位置ループ処理部９は駆動サーボモータ１への
駆動指令値を補正して工具１０４のフィードバック制御
を行なう。この発明に従う一実施例では、前記スムージ
ング処理部８の出力と補正処理部１０の出力との加算値
にひずみ補正処理部１１の出力を加算することによって
前述した工具１０４のひずみ補正を行Ｔｘ ｊものであ
る。シャント抵抗２で測定されＡ／Ｄ変換器４を介して
前記駆動サーボモータｌの負荷電流値データが与えられ
ると、ひずみ補正処理部１１は予め測定されパラメータ
等として設定されている切削負荷と工具１０４のひずみ
量との関係から前記負荷電流値データに対応する工具１
０４のひずみ量を算出する。例えば、切削負荷とひずみ
量との関係が線形であれば、ひずみ量 Ｋ×切削負荷
Ｋ：定数で算出でき、機械によって両者の関係が非線形
であれば、事前の測定により必要十分な切削負荷−ひす
み量との関係をプロットし、該データをパラメータ等と
して設定しておき、実際に演算を行なうときに一次補間
をすれば、検出した負荷電流値に基づいて工具１０４の
ひずみ量を算出することができる。
なお上記実施例は、第１図を参照して明らかなように駆
動軸３軸に対してそれぞれひずみ補正処理を実施したも
のであるが、必要に応じて１軸／２軸にのみひずみ補正
処理を実施することとしても差支えない。
動軸３軸に対してそれぞれひずみ補正処理を実施したも
のであるが、必要に応じて１軸／２軸にのみひずみ補正
処理を実施することとしても差支えない。
以上のように、この発明によれば、負荷電流検出手段か
ら出力された検出値に基づいて予め設定されている切削
負荷と工具のひずみ豪との関係から前記検出値に対応す
る工具のひずみ量を算出し該算出したひずみ量を補正デ
ータとしてデータ補正部から工具位置フィードバック制
御手段に出力される信号を補正することとしたので、荒
加工のみでも従来よりも良好な加工寸法を得ることがで
きる。従ってそれ程仕上面の荒さが必要でない場合には
仕上加工を省略することができるので加工時間も短縮で
きる。
ら出力された検出値に基づいて予め設定されている切削
負荷と工具のひずみ豪との関係から前記検出値に対応す
る工具のひずみ量を算出し該算出したひずみ量を補正デ
ータとしてデータ補正部から工具位置フィードバック制
御手段に出力される信号を補正することとしたので、荒
加工のみでも従来よりも良好な加工寸法を得ることがで
きる。従ってそれ程仕上面の荒さが必要でない場合には
仕上加工を省略することができるので加工時間も短縮で
きる。
第１図はこの発明の一実施例に従う数値制御装置付き工
作機械のブロック図、第２図は従来行なわれている荒加
工の態様を示した図、第３図は従来行なわれている仕上
加工の態様を示した図である。 図において、１は駆動サーボモータ、２はシャント抵抗
、９は位置ループ処理部、１０は補正処理部、１１はひ
ずみ補正処理部である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
作機械のブロック図、第２図は従来行なわれている荒加
工の態様を示した図、第３図は従来行なわれている仕上
加工の態様を示した図である。 図において、１は駆動サーボモータ、２はシャント抵抗
、９は位置ループ処理部、１０は補正処理部、１１はひ
ずみ補正処理部である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 工作機械の機械系に特有な各種誤差に関するデータを補
正データとして所定の演算処理が施され前記工作機械駆
動用に変換された加工データを補正するデータ補正部と
、このデータ補正部からの出力信号とフィードバックさ
れた前記工作機械の工具の変位量に関する検出値データ
とを受けて前記工具を駆動するサーボモータの制御を行
なう工具位置フィードバック制御手段とを有する数値制
御装置付き工作機械において、前記サーボモータの負荷
電流を検出する負荷電流検出手段を設け、前記負荷電流
検出手段から出力された検出値に基づいて予め設定され
ている切削負荷と工具のひずみ量との関係から前記検出
値に対応する工具のひずみ量を算出し該算出したひずみ
量を補正データとして前記データ補正部から前記工具位
置フィードバック制御手段に出力される信号を補正する
ひずみ量算出手段を設けたことを特徴とする数値制御装
置付き工作機械。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17853685A JPS6239160A (ja) | 1985-08-15 | 1985-08-15 | 数値制御装置付き工作機械 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17853685A JPS6239160A (ja) | 1985-08-15 | 1985-08-15 | 数値制御装置付き工作機械 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6239160A true JPS6239160A (ja) | 1987-02-20 |
Family
ID=16050188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17853685A Pending JPS6239160A (ja) | 1985-08-15 | 1985-08-15 | 数値制御装置付き工作機械 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6239160A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991008528A1 (en) * | 1989-11-27 | 1991-06-13 | Fanuc Ltd | System for correcting a change in the machine position |
| US5444640A (en) * | 1993-01-13 | 1995-08-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Numerical control method for controlling various kinds of machine tools by correcting for thermal displacement |
-
1985
- 1985-08-15 JP JP17853685A patent/JPS6239160A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991008528A1 (en) * | 1989-11-27 | 1991-06-13 | Fanuc Ltd | System for correcting a change in the machine position |
| US5444640A (en) * | 1993-01-13 | 1995-08-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Numerical control method for controlling various kinds of machine tools by correcting for thermal displacement |
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