JPS63191552A - 測定子誤差補正機能を備えた数値制御工作機械 - Google Patents

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〉 本発明は数値制御工作機械の主軸に装着された測定子を
用いて基準面位置の測定に先だってその接触信号の誤差
を自動的に測定しかつ補正する測定子誤差補正機能を備
えた数値制御工作機械に関するものである。

〈従来の技術〉 一般に、数値制御工作機械において、第４図に示すよう
に接触子ＴＳに向って工作物Ｗを高速で移動させ、工作
物Ｗを所定位置に位置決めする場合、演算処理装置が測
定子ＴＳと工作物Ｗが接触したことにより発せられる接
触信号を認識するまでの遅れ時間があり、この遅れ時間
が位置決め誤差の要因となる。従ってこの遅れ時間内の
移動量をあらかじめ作業者の手動操作により測定して求
めておき位置決め時にこの移動量分補正する必要がある
。

ここで前記遅れ時間を説明すると、第５図（ａｌに示す
ように、演算処理装置は一定の周期Ｔで接触信号をスキ
ャンニングしているため、演算処理装置が接触信号をス
キャンニングして、その後第５図（ｂ）に示すようにす
ぐに接触信号が発せられても演算処理装置がこの接触信
号を認識するまでには遅れ時間りが生じてしまい、この
結果遅れ時間だけ余分に測定子と工作物が相対移動して
位置決めされてしまう。

そこで従来では、これらの誤差を補正するために、先ず
作業者の手動操作により、テーブル１１を位置Ａまで高
速送りで移動させ、次に位置Ａから主軸１７に設けられ
た測定子ＴＳに向かってテーブル１１を低速移動させ前
記テーブル１１上に固定された基準ブロックＢＬの側面
Ｆが測定子ＴＳに当接したことを演算処理装置が認識し
た時のテーブル１１の機械座標系に基づ（位置を数値制
御装置の表示装置より読取る。次に再びテーブル１１を
位置Ａに位置決めし同様に、この位置Ａから主軸１７に
設けられた測定子ＴＳに向かってテーブル１１を高速移
動させ、基準ブロックＢＬの側面Ｆに測定子ＴＳが当接
したことを数値制御装置が認識した時のテーブル１１の
機械座標系に基づく位置を再び読取り、この２つの位置
の差を補正値Ｈとしてキー人力により数値制御装置のメ
モリに、補正値として記憶させている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、かかる従来のものにおいては、作業者の
手動操作により２種類の相対速度により接触信号認識位
置を測定しかつその測定値の差を求め、この値を補正値
としてキー人力しており、このような作業者の手動操作
には非常に多くの時間がかかるという問題があった。

また、人手により補正値を求め数値制御装置にキー人力
しているので、計算ミス、人力ミス等が生じる可能性も
あった。

〈問題点を解決するための手段〉 第１図は本発明を明示するための全体構成図である。

数値制御装置１００が接触信号ＴＤＳを認識するまでの
遅れ時間内に移動した遅れ移動量を含む認識位置を２種
類の相対速度により数回測定する測定手段２００と、測
定手段２００の２種類の測定値の差を演算するとともに
その演算の前あるいは後に平均処理を行う平均化手段３
００と、平均化手段３００の値を補正値として記憶する
記憶手段４００と、認識位置を検出する位置検出手段５
００の内容を記憶手段４００の補正値により補正する補
正手段６００とを備えたことを特徴とするものである。

く作用〉 測定手段２００により、数値制御装置１００が測定子と
工作物が接触した瞬間より接触したことにより発せられ
る接触信号ＴＤＳを認識するまでの遅れ時間内に移動し
た遅れ移動量を含む認識位置を測定手段２００により２
つの相対速度で各軸毎に数回測定し、それぞれの認識位
置を平均し各制御軸毎に２種類の相対速度による認識位
置の差を平均化手段３００により求め、この値を補正値
として記憶手段４００に記憶しておき、数値制御装置１
００が認識した位置を示す位置検出手段５００の内容を
記憶手段４００に記憶された補正値により補正する。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は、本発明に係る数値制御工作機械の構成を示す
全体図で、機械本体ｌ、数値制御装置２、接触検出回路
３、キーボード３０によって主に構成されている。

１０は前記機械本体１を構成するベッドで、このベッド
１０上には、工作物Ｗを載置するテーブル１１が紙面と
垂直な方向（Ｘ軸方向）に移動可能に案内され、また主
軸頭１２を上下方向くＹ軸方向）に移動可能に案内する
コラム１３が左右方向（Ｚ軸方向）に移動可能に案内さ
れている。そして、テーブル１１はベッド１０に固着さ
れたサーボモータ１４によってＸ軸方向に移動され、主
軸頭１２は、ベッド１０の後部に取り付けられたサーボ
モータ１５と、コラム１３の上部に取り付けられたサー
ボモータ１６とによって、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動
されるようになっている。

これらのサーボモータ１４〜１６はドライブユニット６
を介して数値制御装置２に接続され、数値制御装置２か
ら出力される分配パルスによって回転駆動されるように
なっている。また、各サーボモータ１４〜工６には位置
検出用のロータリエンコーダ３０〜３２が設けられてお
り、これによって工作物Ｗと主軸頭１２との相対位置が
制御される。

１７は主軸頭１２に軸架され主軸頭の後部に取り付けら
れた主軸モータ１８によって回転駆動される主軸で、工
作物Ｗの加工を行なう場合には、この主軸に加工工具が
回路の工具交換装置によって装着される。また主軸頭１
２の先端外周部には、電流検出抵抗Ｒ１を介して交流電
源１９に接続された接触検出用のコイル２０が配置され
ており、主軸１７の周囲を取り巻（ような磁束を発生し
ている。このため、測定子ＴＳの先端外周面に形成され
た接触面ＴＱが工作物Ｗに接触すると、第２図に破線で
示す誘導電流路を介して誘導電流が流れ、コイル２０の
インピーダンスを低下させる。

コイル２０のインピーダンスが低下すると、励磁電流が
増大し、抵抗Ｒ１の両端に発生する電圧が増加するため
、接触検出回路３に高い電圧信号が与えられるようにな
る。接触検出回路３はこの電圧信号の増加によって工作
物Ｗと測定子ＴＳが接触したことを検出するようになっ
ており、接触が検出されると接触信号ＴＤＳを送出する
。

数値制御装置２は、テープリーダＴＳにて読み込まれろ
紙テープ２１にプログラムされた数値制御指令に基づい
て各軸へパルス分配を行い、これによって工作物Ｗの加
工を行うもので、紙テープ２１にプログラムされている
Ｍコードが読込まれるとＭコードに応じた種々の補助機
能が行われる。

またＳコードのデータは主軸モータ１８の回転を制御す
るコードで、主軸モータ１８の回転がＳコードで指定さ
れた速度に制御される。

また、数値制御装置２から出力されるＭコードの命令の
多くは回路のリレー制御回路に与えられて、切削油供給
弁のオンオフ等の制御が行われるが、本実施例では、こ
れらの補助機能命令の内Ｍ９８は工作物Ｗの位置決めを
する命令に割当てられている。これらの命令が数値制御
装置２のメモリ４１から中央演算処理装置４０から読込
まれると、この中央演算処理装置４０は与えられた補助
機能命令に応じた動作を行う。

前記数値制御装置２は、中央演算処理装置４０と、メモ
リ４Ｉと、パルス発生回路４２とインタフェース４３．
４４等により構成され、前記補助機構命令に応じて工作
物Ｗの位置決め等を行う。

この数値制御装置２は補助機能命令が与えられると、テ
ープ運転による制御を停止し、ドライブユニット６へ分
配パルスを送出するようになっている。

第３図は主軸１７に回路の工具交換装置によって取付け
られた測定子ＴＳを用いて高速で工作物Ｗの位置決めを
行う場合の数値制御装置２が測定子ＴＳと工作物Ｗとが
接触したことを認識した時のテーブル１１の現在位置を
カウントする現在位置カウンタＧの値を補正するための
補正値を求める数値制御装置２内の演算処理装置４０の
動作を示すフローチャートで、以下このフローチャート
に基づいてその動作を説明する。　先ず、作業者により
、テーブル１１上に基準ブロックＢＬを取付け、回路の
補正開始ボタンを押すことにより第３図のフローが演算
処理装置４６で実行される。

ステップ１００は測定回数をカウントする変数ｎと接触
位置を記憶する変数名ｉをリセフトし、ステップ１０１
ではｎ＝ｎ＋ｌとｉ＝ｉ＋ｌの演算が行われる。ステッ
プ１０２ではテーブル１１を作業者よりあらかじめ設定
された位置Ａに移動させる。ステップ１０３では位置Ａ
からテーブル１工を誤差の少ないＦ　１　　（１ｍｍ／
ｍ１ｎ）の速度でテーブル１１上の基準ブロックＢＬと
測定子ＴＳが接触するように移動させる。次にステップ
１０４ではテーブル１１上の基準ブロックＢＬと測定子
ＴＳが接触しテーブル１１が停止した時の機械座標系に
基づくテーブル１１の現在位置Ｘｌｉを現在位置カウン
タＧから読込みメモリ４１に記憶する。

ステップ１０５では前記ステップ１０２と同様にテーブ
ル１１を位置へに移動させ、次のステップ１０６では位
置Ａから実際の測定の時と同じＦ８０（８０ｍｍ／ｍ１
ｎ）の速度でテーブル１１上の基準ブロックＢと測定子
ＴＳが接触するように移動させる。

次にステップ１０７ではテーブル１１上の基準ブロック
ＢＬと測定子ＴＳが接触しテーブル１１が停止した時の
機械座標系に基づくテーブル１１の現在位置Ｘ　Ｂ　ｏ
　ｉを現在位置カウンタＧより読込みメモリ４１に記憶
する。ステップ１０８では測定回数を指定する変数がｎ
＝３　（この値ｎは作業者によりあらかじめ設定してお
く）であるかどうか判定され、未だｎ≠３の時は前記ス
テップ１０１°に戻る。ｎ＝３と判定された時は、次の
ステップ１０９に移る。このステップ１０９では前記ス
テップ１０４で測定した測定位置Ｘｌｉの平均値と前記
ステップ１０６で測定した測定位置Ｘａｏ□の平均値を
求め、この差を求める。ステップ１１０では前記ステッ
プ１０９で求めた値を補正値としてメモリ４１に記憶す
る。

以上のようにして、数値制御装置２が測定子と工作物が
接触した瞬間より接触したことにより発せられる接触信
号ＴＤＳを認識するまでの遅れ時間内に移動した遅れ移
動量を含む認識位置を数値制御装置２の演算処理装置４
０により２挿類の相対速度により作業者の手動操作では
なく自動的に複数回測定し、測定値の平均を求め、２種
類の相対速度による認識位置の差を求め、この値をメモ
リ４１に補正値として記憶するので、測定子ＴＳを用い
た工作物Ｗの基準面位置の測定時に、現在位置カウンタ
Ｇのカウンタ値Ｋから補正値Ｈを引いた位置に−Ｈに工
作物Ｗを位置決めすることにより、工作物Ｗを正確に位
置決めできる。

なお、この実施例では補正値を２種類の相対速度による
認識位置のそれぞれ平均を求めてからその差を求めてい
るが、先に２種類の相対速度による認識位置差を求め、
その後この差を平均して求めても良い。

〈発明の効果〉 以上に述べたように本発明においては、テーブル上に載
置された工作物を高速で位置決めする場合、数値制御装
置が工作物と測定子が接触した瞬間より、接触したこと
による接触信号を認識するまでの遅れ移動量をあらかじ
め、測定手段により自動的に各制御軸毎に２種類の相対
速度で各制御軸毎に複数回測定し、それぞれの測定値を
平均し、さらに各制御軸毎に２種類の測定値の差を求め
補正値としてメモリに記憶するようにしたので、作業者
の手動操作により補正値を求める場合に比べて大幅な時
間短縮がはかれ、補正値の入力ミス等がなくなる利点を
有する。

また、測定値を平均することによって補正値を求めてい
るので、より正確な位置決めをすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を明示するための全体構成図、第２図、
第３図は本発明の実施例を示すもので、第２図は実施例
の数値制御装置の構成を示すブロック図、第３図は数値
制御装置が測定子と工作物が接触したことにより発せら
れる接触信号を認識するまでの遅れ移動量の補正値を求
める動作を示すフローチャート、第４図、第５図は従来
の問題点を説明するための図。 １・・・機械本体、２・・・数値制御装置、３・・・接
触検出回路、４・・・演算処理装置、１１・・・テーブ
ル、１７・・・主軸、ＴＳ・・・測定子、Ｗ・・・工作
物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）工作機械の主軸に装着された測定子に対する工作
   物の相対移動を制御する数値制御装置と、測定子と工作
   物が接触したことを検出し接触信号を出力する接触検出
   手段と、測定子と工作物が接触した位置を検出する位置
   検出手段を備えた数値制御工作機械において、前記数値
   制御装置が前記接触信号を認識するまでの遅れ時間内に
   移動した遅れ移動量を含む認識位置を２種類の相対速度
   により数回測定する測定手段と、この測定手段の２種類
   の測定値の差を演算するとともにその演算の前あるいは
   後に平均化処理を行う平均化手段と、この平均化手段か
   ら出力される値を補正値として記憶する記憶手段と、前
   記認識位置を検出する前記位置検出手段の内容を前記記
   憶手段の前記補正値により補正する補正手段とを設けた
   ことを特徴とする測定子誤差補正機能を備えた数値制御
   工作機械。