JPS6279947A - Nc工作機械の運動誤差補正方法及び装置 - Google Patents

Nc工作機械の運動誤差補正方法及び装置

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JPS6279947A
JPS6279947A JP21769085A JP21769085A JPS6279947A JP S6279947 A JPS6279947 A JP S6279947A JP 21769085 A JP21769085 A JP 21769085A JP 21769085 A JP21769085 A JP 21769085A JP S6279947 A JPS6279947 A JP S6279947A
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JP
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error
motion
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correction processing
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JP21769085A
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Yoshiaki Kakino
義昭 垣野
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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】 産業上の利用分野 本発明は、NC工作機械の運動誤差の要因を特定し、こ
れをNCH置により補正して、その加工精度を容易に向
上させ得るNC工作機械の運動誤差補正方法及び装置に
関するものでおる。
従来の技術 従来、NC工作機械の運動誤差のうち測定が比較的簡単
にできるバックラッシュ、ピッチエラーなどは、レーザ
干渉測長機やブロックゲージとインジケータなどを使用
してその大きさを測定し、これをNC装置により補正す
ることは行なわれていた。しかし、NC工作機械におけ
る運動誤差の要因は多種多様であるため、上記従来の補
正手段だけでは不十分であって機械の加工精度をわずか
しか向上させることはできなかった。
本願発明者は、NC工作機械の運動誤差の種類と大きさ
を原因別に高精度かつ容易に特定できる運動精度試験方
法及び装置を特願昭60−046119号において提案
した。
上記特許出願に係る試験方法は、軸方向に伸縮可能で、
かつその伸縮変位量△Rの検出器を有するバーの両端を
回転ジヨイントとし、その一端を工作機械の主軸に、他
端の回転ジヨイントを対象NC工作機械のテーブル面上
に取り付け、一方の回転ジヨイントの中心を回転の中心
とし、他端が相対的に任意平面上を円弧補間運動する様
にNC制御を行ない、この円運動の回転角に対応する伸
縮変位量△Rを記憶かつ記録表示し、これと基準真円に
対する歪の形状及び偏りの大きさから、NC工作機械の
運動精度を解析し、予め定められた誤差要因データと照
合することにより運動誤差の種類と大きさを特定するこ
とを特徴とする。この試験方法は、前記回転ジヨイント
として、両端に2つの鋼球を設けたバー([)oubb
le  [3aIf  Bar)を用いるので、本願発
明者はDBB試験方法と名付けた。以下、本明細書にお
いてもDBB試験方法と略称する。
上記DBS試験方法によって、NC工作機械における多
種多様な運動誤差の種類と大きさを原因別に特定できる
ことは、上記特許出願の明細書及び図面に開示されてい
る。ところで、このような運動誤差は本来、機械の設計
変更、部品精度の改善、組立て調整の改善などハードウ
ェアを改善することにより解決することがもつとも望ま
しいのであるが、ハードウェアの改善には多大のコスト
を要する場合か多い。また、機械の組立て完了後におい
て改善のための変更調整が不可能な場合もある。
発明が解決しようとする問題点 本発明はこのような事情に鑑み提案されたもので、その
目的は、NC工作機械の運動誤差をハードウェアである
機械自体は現状のままでNC装置により補正して、機械
の加工精度の改善、向上を図ることができるNC工作機
械の運動誤差補正方法及び該方法を実施するための装置
を提供することにある。
問題点を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明方法は、前記DBB試
験方法により特定した運動誤差の種類と大きさを補正値
としてNCH置に入力してNCの内部処理プログラムを
修正し、該NC装置からの指令によって、前記運動誤差
を補正する運動が前記NC工作機械に与えられるように
したものである。
第1図は本発明の基本概念を示す構成図である。
第1図において実線で示す部分は従来のNC工作機械に
おける情報処理の手順を示している。NC装置はデータ
処理部1、サーボ処理部2、アンプ3、サーボモータ4
及び位置検出器5などで構成され、サーボモータ4によ
り回転駆動せしめられる送りねじ6で工作機械のテーブ
ル7を摺動させるようになっている。8は主軸でおる。
第1図の破線で示した部分が本発明によって新たに付は
加えられた部分であって、11はDBB試験方法による
運動誤差測定装置、12はその計算処理装置、13は計
算処理装置12の出力でおる誤差原因の種類と大きさを
示す誤差原因リストである。運動誤差測定装置11の詳
細は前記特願昭60−046119号に開示したので省
略するが、その測定部は両端に鋼球22.23が固定さ
れた伸縮可能なバー21を有し、両鋼球22,23がそ
れぞれ永久磁石を内蔵した球面座24,25に対して回
動可能な状態に吸着され、回転ジヨイントを構成してい
る。そして、測定に際しては、一方の球面座24がテー
ブル7に固定され、他方の球面座25が主軸8に固定さ
れる。
まず、運動誤差測定装置11を用いてNC工作機械の運
動誤差軌跡を測定し、これから計算処理装置12を用い
て運動誤差を誤差原因ごとにその大きさを定め、誤差原
因リスト13を作成する。
誤差原因リスト13の出力である誤差原因とその大きさ
をキー人力又はオンライン入力して、誤差原因リスト1
3をNC装置内に作る。
一方、誤差原因ごとにそれを補正するための処理プログ
ラムをあらかじめNC装置内に作っておく。この処理プ
ログラムは、誤差原因の種類によって、データ処理部1
で補正処理を行なう誤差補正処理プログラムAと、サー
ボ処理部2で補正を行なえる誤差補正処理プログラムB
とに区分される。
前記運動誤差測定装置11によって特定できる誤差補正
処理プログラムAの誤差原因の主なものとして、次のも
のがおる。
(1)スライド基準の真直度誤差 (2)2軸間の直角度誤差 (3)姿勢誤差 (4)NCパルス分配誤差 また、運動誤差測定装置によって特定できる誤差補正処
理プログラムBの誤差原因の主なものとして、次のもの
がある。
(5)2軸間の直角度誤差 (6)スケールの誤差 (7)送り機構のバックラッシュ及びロストモーション (8)ピッチ誤差 (9)サーボゲインの不一致 なあ、従来から存する測定が比較的簡単な運動誤差のパ
ラメータ表Cは誤差補正処理プログラムBの一部分を構
成する(第1図参照)。
而して、ある加工プログラムにしたがって加工を行なう
時、誤差補正が必要なプログラムにおいては、誤差原因
リスト13に記載されている誤差原因とその大きさに応
じて誤差補正処理プログラムA又はBが動き、前記NC
工作機械に加工誤差が生じるのを未然に防止する運動を
行なわせる。
発明の効果 上述した本発明方法によれば、ハードウェアでおるNC
工作機械本体は現状のままで、その運動誤差をNC装置
により補正して加工精度の向上が図れるので、ユーザサ
イドでも比較的簡単に補正できる利点がある。しかも、
本発明方法はDBB試験方法により特定できる多種多様
な運動誤差の種類と大きざが容易に補正可能であるから
、機械本体の経年劣化を有効に防ぐことができ、その実
用上の効果はきわめて大きい。
また、本発明の装置によれば、比較的簡単な手段によっ
て上記補正方法が実施できる。
実施例 以下、本発明の実施例を第2図及び第3図に基づいて具
体的に説明する。
10円形切削を行なう場合に2軸間の直角度誤差の影響
を補正する方法の具体例 2軸間の直角度誤差とは、第2図(a)に示すように、
二つの送り運動軸X、Yのなす角が直角からずれている
程度を示し、その大きさをC(ラジアン)または区間R
#につきCR#と表わす。
この直角度誤差が存在すると、NC装置の円弧補間機能
(CO2またはCO3)を用いてエンドミル工具による
半径Rmの円形削りを行なう場合に、(1)式で表わさ
れる半径方向の加工誤差eが生じる(第2図(b)参照
)。
e=(cR/2)sin2θ・・−・−(1)この誤差
をNC装置で補正する具体例を示す。
(1)位置ループのサーボゲインを変更することによっ
て補正する方法(誤差補正処理プログラムBに属する補
正方法) Y軸の位置ループゲインKsyがX軸の位置ループゲイ
ンKSXに比べてE (= (Ksx−Ksy>/Ks
x)だけ小さい場合に生じる半径方向の誤差eμよ次式
で与えられる(第2図(C)参照)e、=−(EF/2
Ksx)s i n2θ−・−−−−(2>ここにFは
円弧補間時の送り速度である。
いま(1)式と(2)式の和がOになるようなε(=C
R−Ksx/F)をこの補間区間のみY軸のループゲイ
ンに与えることによって補正することができ、加工誤差
が生じなくなる。このときCの値としてDBB試験方法
によって得られた値を用いる。
(2)データ処理部において移動増分量を変更すること
によって補正する方法(誤差補正処理プログラムAに属
する補正方法) 円弧上をΔθごと移動する場合の円弧補間時の移動増分
量△Xyr 、△Ynは △XyI=R(CO5θ践−COSθ汽−I)△Yh 
−R(S i nerL−5i nθh−7>となる(
第2図(d>参照)。
ここにθ−=θルーl十△0ル このままでは第2図(b)のような半径方向の誤差が生
じるので、半径が RrL=R+ (cR/2)S i n2θ株となるよ
うに移動増分量△Xx、△YVLを次のように変更すれ
ばよい。
△XI= (R+  (cR/2>s i  n2θ  )COS
θルー (R+ (cR/2>s i n2θに一/)
CO3θ)L−/ΔYrL′− (R+ (cR/2>s i n2θH)sinθべ(
R+ (cR/2>s i  n2θh−t )  s
  i  nerL−/このように変更すれば、加工誤
差が生じなくなる。
■、直線切削する場合に真直度誤差の影響を補正する方
法 真直度誤差とは案内面にそりやたわみなどが必る場合に
生じる誤差である。いま第3図に示すようにX軸案内面
の両端が放物線状にそり上っていると、Z軸方向に生じ
る誤差は e=−dX となる。
この誤差は移動増分量を変更することによって次のよう
に補正できる(誤差補正処理プログラムAに属する補正
方法〉。
いま×=OからX=R/2まで移動する場合を例にとる
。データ処理部において移動増分■を△X=R/2.△
Z=d−Rシ4として直線補間運動を行なわせる。残り
の移動についても同様に行なう。ここでdの値はDBS
試験方法によって得られた値を用いる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成図、第2図及び第3図は本発明に
よる具体例の説明図である。 1・・・データ処理部  2・・・サーボ処理部11・
・・運動誤差測定装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)軸方向に伸縮可能で、かつその伸縮変位量△Rの
    検出器を有するバーの両端を回転ジョイントとし、その
    一端をNC工作機械の主軸に、他端の回転ジョイントを
    対象NC工作機械のテーブル面上に取り付け、一方の回
    転ジョイントの中心を回転の中心とし、他端が相対的に
    任意平面上を円弧補間運動する様にNC制御を行ない、
    この円運動の回転角に対応する伸縮変位量△Rを記憶か
    つ記録表示し、これと基準真円に対する歪の形状及び偏
    りの大きさから、NC工作機械の運動誤差軌跡を測定し
    、 この測定値を予め定められた誤差要因データと照合する
    ことにより運動誤差の種類と大きさとを特定し、 このようにして得られた前記運動誤差を誤差原因ごとに
    その大きさを定めて誤差原因リストを作成し、 該誤差原因リストをNC装置のデータ処理部で補正処理
    を行なう必要のある誤差補正処理プログラムAと、サー
    ボ処理部で補正を行なえる誤差補正処理プログラムBと
    に区分してそれぞれ前記データ処理部又はサーボ処理部
    に入力し、 一方、誤差原因ごとにそれを補正するための処理プログ
    ラムをNC装置に内蔵しておき、 誤差補正が必要な加工プログラムの入力時に、誤差原因
    の種類とその大きさに応じて前記誤差補正処理プログラ
    ムA又はBが働き、前記運動誤差を補正する運動が前記
    NC工作機械に与えられるようにしたことを特徴とする
    NC工作機械の運動誤差補正方法。
  2. (2)軸方向に伸縮可能で、かつその伸縮変位量△Rの
    検出器を有するバーの両端を回転ジョイントとし、その
    一端をNC工作機械の主軸に、他端の回転ジョイントを
    対象NC工作機械のテーブル面上に取り付け、一方の回
    転ジョイントの中心を回転の中心とし、他端か相対的に
    任意平面上を円弧補間運動する様にNC制御を行ない、
    この円運動の回転角に対応する伸縮変位量△Rを記憶か
    つ記録表示し、これと基準真円に対する歪の形状及び偏
    りの大きさから、NC工作機械の運動誤差軌跡を測定す
    る誤差測定装置と、 この測定値を予め定められた誤差要因データと照合する
    ことにより運動誤差の種類と大きさとを特定する計算処
    理装置と、 このようにして得られた前記運動誤差を誤差原因ごとに
    その大きさを定めて作成した誤差原因リストと、 誤差原因ごとにそれを補正するための処理プログラムが
    内蔵され、前記誤差原因リストをNC装置のデータ処理
    部で補正処理を行なう必要のある誤差補正処理プログラ
    ムAと、サーボ処理部で補正を行なえる誤差補正処理プ
    ログラムBとに区分して入力したNC装置とを備え、 誤差補正が必要な加工プログラムの入力時に、誤差原因
    の種類とその大きさに応じて前記誤差補正処理プログラ
    ムA又はBが動き、前記運動誤差を補正する運動が前記
    NC工作機械に与えられるようにしたことを特徴とする
    NC工作機械の運動誤差補正装置。
JP21769085A 1985-09-30 1985-09-30 Nc工作機械の運動誤差補正方法及び装置 Pending JPS6279947A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5214857A (en) * 1991-04-12 1993-06-01 Renishaw Transducer Systems Limited Calibration device
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
JP2004188541A (ja) * 2002-12-11 2004-07-08 Yamazaki Mazak Corp 工作機械の送り軸パラメータ調整システム

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