JPS63233403A - 数値制御装置 - Google Patents
数値制御装置Info
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- JPS63233403A JPS63233403A JP6724787A JP6724787A JPS63233403A JP S63233403 A JPS63233403 A JP S63233403A JP 6724787 A JP6724787 A JP 6724787A JP 6724787 A JP6724787 A JP 6724787A JP S63233403 A JPS63233403 A JP S63233403A
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- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
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- Numerical Control (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〕
本発明はＮＣ工作機械の数値制御装置に関し、特に工具
形状誤差の補正手段に関する。
形状誤差の補正手段に関する。
第９因は先端部が半球状のが一ルエンドミル工具による
ＮＣ輪郭切削例を示す図である。ワーク５を主軸２と一
体で回転する半径Ｒの半球状の工具１により、切削方向
３にＮＣ工作機械で輪郭を切削する時、ＮＣは工具中心
９の軌跡を指令するので、切削面４の精度は切削点８の
工具１の形状寸法精度で決まる。ここで、第９図に示す
様に工具１は。
ＮＣ輪郭切削例を示す図である。ワーク５を主軸２と一
体で回転する半径Ｒの半球状の工具１により、切削方向
３にＮＣ工作機械で輪郭を切削する時、ＮＣは工具中心
９の軌跡を指令するので、切削面４の精度は切削点８の
工具１の形状寸法精度で決まる。ここで、第９図に示す
様に工具１は。
製造上の誤差とか切削による摩耗等が原因で、基準とし
た半径Ｒに対して刃の位置により異なる形状誤差９が切
削面に転写されていた。
た半径Ｒに対して刃の位置により異なる形状誤差９が切
削面に転写されていた。
前述の様に、製造上の工具の形状誤差あるいは切削中に
発生する摩耗による工具の形状誤差により、切削面の精
度が低下するという問題があった。
発生する摩耗による工具の形状誤差により、切削面の精
度が低下するという問題があった。
しかるに従来はこれを解決する手段が無かった。
そこで本発明は、工具の形状誤差による切削面の精度低
下がなく、高精度な輪郭切削加工を可能ならしめる数値
制御装置を提供することを目的とする。
下がなく、高精度な輪郭切削加工を可能ならしめる数値
制御装置を提供することを目的とする。
本発明は前記問題点を解決し目的を達成するために次の
ような手段を講じたことを特徴とする。
ような手段を講じたことを特徴とする。
すなわち、光ビームを細く絞った投光器と、それと対向
して配した光ビームのＯＮ ／ ＯＦＦを検出する受光
器の間に工具を回転させながら置き、ＮＣ指令によシ光
ビームが工具をスキャンするように工具と光ビームを相
対移動させ、工具のエツジが光ビームを遮断する時のＮ
Ｃの現在位置を読み取る事により、工具の形状誤差を検
出記憶する。加工時には、逆に加工面の法線方向に記憶
した工具の形状誤差を補正することによシ、かかる工具
の形状誤差による切削面への誤差の発生を除去する。
して配した光ビームのＯＮ ／ ＯＦＦを検出する受光
器の間に工具を回転させながら置き、ＮＣ指令によシ光
ビームが工具をスキャンするように工具と光ビームを相
対移動させ、工具のエツジが光ビームを遮断する時のＮ
Ｃの現在位置を読み取る事により、工具の形状誤差を検
出記憶する。加工時には、逆に加工面の法線方向に記憶
した工具の形状誤差を補正することによシ、かかる工具
の形状誤差による切削面への誤差の発生を除去する。
このような手段を講じたことにより、工具の形状誤差に
よる切削面の精度低下を回避可能となる。
よる切削面の精度低下を回避可能となる。
第１図は本発明の一実施例の工具補正データ処理系統の
回路構成を示すブロック図である。なお本図を説明する
前に、第２図以下を参照して本発明の特徴点について説
明する。
回路構成を示すブロック図である。なお本図を説明する
前に、第２図以下を参照して本発明の特徴点について説
明する。
第２図は形状誤差の測定手段を示す図である。
主軸２と一体で回転する工具１をレーデ−光の如く細く
絞った光ビーム１２を発生する投光器１０と、その光ビ
ームを受ける受光器１ノとの間において、ＮＣ指令によ
り工具１を符号１３のように動かす。そうすると、光ビ
ーム１２は第３図に示す様に、光ビーム軌跡１４の様に
走査される。この時、受光器１１の出力は、光ビーム１
２が工具により遮断される点ＰＯ＊ Ｐ１＊・・・Ｐｎ
において０Ｎ１０ＦＦとなる。この時のＮＣ機械の現在
位置を読み取れば、工具１の形状が判る事になる。むろ
ん、光ビームのスキャン方向は自由な方向を取る事がで
きる。
絞った光ビーム１２を発生する投光器１０と、その光ビ
ームを受ける受光器１ノとの間において、ＮＣ指令によ
り工具１を符号１３のように動かす。そうすると、光ビ
ーム１２は第３図に示す様に、光ビーム軌跡１４の様に
走査される。この時、受光器１１の出力は、光ビーム１
２が工具により遮断される点ＰＯ＊ Ｐ１＊・・・Ｐｎ
において０Ｎ１０ＦＦとなる。この時のＮＣ機械の現在
位置を読み取れば、工具１の形状が判る事になる。むろ
ん、光ビームのスキャン方向は自由な方向を取る事がで
きる。
次に、第４図に示す様に光ビームをスキャンした例につ
いて、工具形状誤差の測定手段を説明する。
いて、工具形状誤差の測定手段を説明する。
図に示す様に、工具中心ＡからＢに向って工具中心Ａを
中心とした扇状に光ビームがスキャンする様に工具を運
動させる。この場合、逆に光ビームの方を動かしても同
じであるが、以下工具を動かした例で説明する。
中心とした扇状に光ビームがスキャンする様に工具を運
動させる。この場合、逆に光ビームの方を動かしても同
じであるが、以下工具を動かした例で説明する。
この時、光ビームがＯＮ ／ ＯＦＦする点ｐｏｅｐｌ
、・・・。
、・・・。
Ｐｎから、第５図に示す様に、工具中心Ａを中心とした
扇形の角度θ０．θ１．・・・、θユに対応して、基準
半径Ｒに対する補正量０６ｅ ＤＩ ＋・・・、Ｄｎを
求める事かできる。次に、これについて説明する。
扇形の角度θ０．θ１．・・・、θユに対応して、基準
半径Ｒに対する補正量０６ｅ ＤＩ ＋・・・、Ｄｎを
求める事かできる。次に、これについて説明する。
第５図をＸ−Ｚ平面とした場合、Ｐ６（Ｘ（１ｓ Ｚ６
） ＊Ｐ１ （Ｘｌ ｅ ｚｌ ） ｅ ””ｎ （
ｘｎ＊ Ｚｎ）からみた工具の中心点Ａを座標原点とす
ると、補正量Ｄｏ１０１１・・・Ｄ は、となる。これ
を、第１表の様な対応表として第１図の工具形状補正デ
ータメモリ３４へ記憶する。
） ＊Ｐ１ （Ｘｌ ｅ ｚｌ ） ｅ ””ｎ （
ｘｎ＊ Ｚｎ）からみた工具の中心点Ａを座標原点とす
ると、補正量Ｄｏ１０１１・・・Ｄ は、となる。これ
を、第１表の様な対応表として第１図の工具形状補正デ
ータメモリ３４へ記憶する。
第１表
次に第１図について具体的に説明する。第１図の点線で
囲まれている部分は、本発明にて工具の形状誤差の測定
記憶を行なう部分であり、これ以外は従来の数値制御装
置である。まず、ＮＣの一般的動作について説明する。
囲まれている部分は、本発明にて工具の形状誤差の測定
記憶を行なう部分であり、これ以外は従来の数値制御装
置である。まず、ＮＣの一般的動作について説明する。
加工ＮＣデータ１８ ｆ（：読み込んで、ＮＣデータ解
釈器２０により、各送り軸のデータを抽出し、移動量補
間器２１によシ、各軸への移動量の補間を行なう。各軸
の送シ軸す−が２２は、送シモータ２３を駆動し、位置
検出器２４から得られた機械の現在位置が、移動量補間
器２１からの位置と一致するように制御する。
釈器２０により、各送り軸のデータを抽出し、移動量補
間器２１によシ、各軸への移動量の補間を行なう。各軸
の送シ軸す−が２２は、送シモータ２３を駆動し、位置
検出器２４から得られた機械の現在位置が、移動量補間
器２１からの位置と一致するように制御する。
次に、点線部で囲んだ測定・記憶装置について説明する
。位置検出器２４から得られた機械の現在位置は、切削
距離累積器２５により切削したのべ距離を割り出し、計
測インターバル距離設定器２６に設定した距離と距離比
較器２７で比較して、のべ距離が設定値に到達したとき
計測タイミング発生器２８によシ計測タイミングを発生
する。このタイミングによりＮＣデータセレクタ１９に
より加工を一時中断して、ＮＣのメモリに記憶していた
工具をスキャンさせるＮＣ指令の入った工具スキャンＮ
Ｃデータ１７に切換えてＮＣ運転をする事により、工具
ｌを光ビームでスキャンする。また、適当な時間タイマ
ーによって、計測タイミングを得る事もできる。
。位置検出器２４から得られた機械の現在位置は、切削
距離累積器２５により切削したのべ距離を割り出し、計
測インターバル距離設定器２６に設定した距離と距離比
較器２７で比較して、のべ距離が設定値に到達したとき
計測タイミング発生器２８によシ計測タイミングを発生
する。このタイミングによりＮＣデータセレクタ１９に
より加工を一時中断して、ＮＣのメモリに記憶していた
工具をスキャンさせるＮＣ指令の入った工具スキャンＮ
Ｃデータ１７に切換えてＮＣ運転をする事により、工具
ｌを光ビームでスキャンする。また、適当な時間タイマ
ーによって、計測タイミングを得る事もできる。
工具Ｊが投光器２９より出ている光ビーム１２にてスキ
ャンされる事によシ、ＯＮ ／ ＯＦＦする瞬間を受光
器３０によシ検出し、その検出信号と位置検出器２４か
らの機械現在位置とからエツジ位置検出器３１により、
その時の座標値を求める。
ャンされる事によシ、ＯＮ ／ ＯＦＦする瞬間を受光
器３０によシ検出し、その検出信号と位置検出器２４か
らの機械現在位置とからエツジ位置検出器３１により、
その時の座標値を求める。
この時の座標値と工具基準寸法設定器３２．に設定した
基準半径とから演算器３３によって（１）式の計算をし
て、第１表のように補正データを工具形状補正データメ
モＩＪ ３４ Ｋ、記憶する。次に、記憶した工具形状
の補正データにより、輪郭加工をする時、三次元工具形
状補正を行なう手段について説明する。
基準半径とから演算器３３によって（１）式の計算をし
て、第１表のように補正データを工具形状補正データメ
モＩＪ ３４ Ｋ、記憶する。次に、記憶した工具形状
の補正データにより、輪郭加工をする時、三次元工具形
状補正を行なう手段について説明する。
＄６図に示す様に、ワーク５を工具１によシ切削点８の
方向に切削する場合、ＮＣデータには工具中心Ａの座標
データ（ＸＯｅ Ｙｏ、Ｚｏ ）に加えて切削面に垂直
な工具中心Ａからの単位法線ベクトル（１，Ｊ、Ｋ）
６が指令される。この時、切削点８は、工具中心Ａを基
準として法線ベクトル（１，Ｊ、に）６の逆の方向ベク
トル（−１、−Ｊ、−Ｋ ）の延長上の点にある。従っ
て、第６図の角度θ。が割り出せれば補正量が判る。す
なわち第１表において角度θｎから補正ｉ１ Ｄｎが判
ることに相当している。工具中心Ａを逆の法線ベクトル
（−１，−Ｊ、−Ｋ）の方向にＤｒｎ補正すれば、工具
形状誤差の無い輪郭切削が可能となる。
方向に切削する場合、ＮＣデータには工具中心Ａの座標
データ（ＸＯｅ Ｙｏ、Ｚｏ ）に加えて切削面に垂直
な工具中心Ａからの単位法線ベクトル（１，Ｊ、Ｋ）
６が指令される。この時、切削点８は、工具中心Ａを基
準として法線ベクトル（１，Ｊ、に）６の逆の方向ベク
トル（−１、−Ｊ、−Ｋ ）の延長上の点にある。従っ
て、第６図の角度θ。が割り出せれば補正量が判る。す
なわち第１表において角度θｎから補正ｉ１ Ｄｎが判
ることに相当している。工具中心Ａを逆の法線ベクトル
（−１，−Ｊ、−Ｋ）の方向にＤｒｎ補正すれば、工具
形状誤差の無い輪郭切削が可能となる。
゛以下これについて数式を用いて説明する。まず、ベク
トル（−１，−Ｊ、−Ｋ）から角度θ１を求める。第７
図のｘ−ｙ−ｚの３軸の座標系において、次の関係式が
成立する。
トル（−１，−Ｊ、−Ｋ）から角度θ１を求める。第７
図のｘ−ｙ−ｚの３軸の座標系において、次の関係式が
成立する。
従って
θ０＝自−１（−Ｋ） ・・・（３）と
なりθ。が求まる。次に、このθ１よシ記憶していた補
正量Ｄｍが求まる。そうすると、補正後の新たな工具中
心Ａの座標値（ｘ、ｙ、ｚ）はただし、Ｚｏ＊１ｏｒｇ
ｏは工具中心の座標、 Ｄ−は補正量、（−１，−Ｊ
、−に）は逆法線ベクトル、Ｘ。
なりθ。が求まる。次に、このθ１よシ記憶していた補
正量Ｄｍが求まる。そうすると、補正後の新たな工具中
心Ａの座標値（ｘ、ｙ、ｚ）はただし、Ｚｏ＊１ｏｒｇ
ｏは工具中心の座標、 Ｄ−は補正量、（−１，−Ｊ
、−に）は逆法線ベクトル、Ｘ。
Ｙ、Ｚは補正後の工具中心の座標である。
次に、これを第８図によって説明する。点線で囲んだ部
分が本発明の部分である。それ以外は従来のＮＣである
。加工ＮＣデータ１８は、 ＮＣデータ解釈器２０によ
シ軸移動データ（Ｚｏ・＋ｙｏｓｇｏ）と法線データ（
１，Ｊ、に）を含むデータ３５を抽出する。この法線デ
ータを使って角度割シ出し器３６により 、（３）式の
計算を行なって、前述の補正角度θ。を示す信号３７を
割シ出す。この角度θ、を示す信号３７により、工具形
状補正データメモリ３４から工具補正データＤｍｔ−読
み出す。そして三次元工具補正器３９によ！り 、（４
）式の計算を行なって補正後の工具中心座標（ｘ、ｙ、
ｚ）を求める。その座標信号４０は、その後、移動量軸
補間器２１により、工具中心位置は各軸に補間され、送
シサーボモータ２２と送りモータ２３により機械を駆動
し、工具形状誤差の影響のない輪郭切削を可能とする。
分が本発明の部分である。それ以外は従来のＮＣである
。加工ＮＣデータ１８は、 ＮＣデータ解釈器２０によ
シ軸移動データ（Ｚｏ・＋ｙｏｓｇｏ）と法線データ（
１，Ｊ、に）を含むデータ３５を抽出する。この法線デ
ータを使って角度割シ出し器３６により 、（３）式の
計算を行なって、前述の補正角度θ。を示す信号３７を
割シ出す。この角度θ、を示す信号３７により、工具形
状補正データメモリ３４から工具補正データＤｍｔ−読
み出す。そして三次元工具補正器３９によ！り 、（４
）式の計算を行なって補正後の工具中心座標（ｘ、ｙ、
ｚ）を求める。その座標信号４０は、その後、移動量軸
補間器２１により、工具中心位置は各軸に補間され、送
シサーボモータ２２と送りモータ２３により機械を駆動
し、工具形状誤差の影響のない輪郭切削を可能とする。
なお本発明は前記実施例に限定されるものでは、なく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で徨々変形実施可能であ
るのは勿論である。
本発明の要旨を逸脱しない範囲で徨々変形実施可能であ
るのは勿論である。
〔発明の効果〕゛
以上説明したように、本発明によれば工具の形状誤差に
よる切削面の精度低下がなく、高精度な輪郭切削加工を
可能ならしめる数値制御装置を提供できる。
よる切削面の精度低下がなく、高精度な輪郭切削加工を
可能ならしめる数値制御装置を提供できる。
第１図〜第８図は本発明の一実施例を示す図で、第１図
は工具補正データ処理系の回路構成を示すブロック図、
第２図は工具形状誤差の測定手段を示す図、第３図およ
び第４図は光ビームのスキャン軌跡を示す図、第５図は
工具の補正位置の指定を示す図、第６図および第７図は
三次元工具補正の説明図、第８図は輪郭切削工具の形状
補正を行なうための回路構成を示すブロック図である。 第９図は従来の装置によるＮＣ輪郭切削説明図、第１０
図は同従来例におけるが−ルエンドミルエＪｊ−（７）
形状誤差説明図である。 Ｊ・・・工具、２・・・主軸、３・・・切削方向、４・
・・切削面、５・・・ワーク、９・・・形状誤差、１０
・・・投光器、１１・・・受光器、Ｊ２・・・光ビーム
、１４．１５・・・光ビーム軌跡。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第３図
第４（！Ｉ 特許庁長官 黒 １）明 ｍ 殿 １．事件の表示 特願昭６２−６７２４７号 ２、発明の名称 数値制御装置 （６２０）三菱重工業株式会社 ４、代理人
は工具補正データ処理系の回路構成を示すブロック図、
第２図は工具形状誤差の測定手段を示す図、第３図およ
び第４図は光ビームのスキャン軌跡を示す図、第５図は
工具の補正位置の指定を示す図、第６図および第７図は
三次元工具補正の説明図、第８図は輪郭切削工具の形状
補正を行なうための回路構成を示すブロック図である。 第９図は従来の装置によるＮＣ輪郭切削説明図、第１０
図は同従来例におけるが−ルエンドミルエＪｊ−（７）
形状誤差説明図である。 Ｊ・・・工具、２・・・主軸、３・・・切削方向、４・
・・切削面、５・・・ワーク、９・・・形状誤差、１０
・・・投光器、１１・・・受光器、Ｊ２・・・光ビーム
、１４．１５・・・光ビーム軌跡。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第３図
第４（！Ｉ 特許庁長官 黒 １）明 ｍ 殿 １．事件の表示 特願昭６２−６７２４７号 ２、発明の名称 数値制御装置 （６２０）三菱重工業株式会社 ４、代理人
Claims (1)
- ＮＣ工作機械に付設され、細く絞った光ビームを発する
投光器と、この投光器に対向して配置され光ビームのＯ
Ｎ／ＯＦＦを検出する受光器との間に、工具を回転させ
た状態で配置し、前記工具の刃の全長に亘って前記光ビ
ームが工具をスキャンしてＯＮ／ＯＦＦするように前記
工具または光ビームを相対運動させ、前記光ビームがス
キャンする時にＯＮ／ＯＦＦする前記工具の位置を前記
ＮＣ工作機械の現在位置より読み取り、前記刃の全長に
亘り刃の位置に対応した刃の形状データと基準の形状デ
ータとの差を割り出して工具の補正データとして記憶し
、三次元又は二次元の輪郭加工時に、常時ＮＣデータに
より指令されている切削面に対して法線方向へ前記記憶
されている補正データの中から当該方向の補正データを
読み出し、加工軌跡を補正するようにしたことを特徴と
する数値制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6724787A JPS63233403A (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 数値制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6724787A JPS63233403A (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 数値制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63233403A true JPS63233403A (ja) | 1988-09-29 |
Family
ID=13339402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6724787A Pending JPS63233403A (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 数値制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63233403A (ja) |
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-
1987
- 1987-03-20 JP JP6724787A patent/JPS63233403A/ja active Pending
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