WO1991008860A1 - Method of correction of tool - Google Patents

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WO1991008860A1
WO1991008860A1 PCT/JP1990/001603 JP9001603W WO9108860A1 WO 1991008860 A1 WO1991008860 A1 WO 1991008860A1 JP 9001603 W JP9001603 W JP 9001603W WO 9108860 A1 WO9108860 A1 WO 9108860A1
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Yoshiaki Ikeda
Minoru Jinnai
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Fanuc Ltd
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical 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
    • G05B19/404—Numerical 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 compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/12—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using record carriers
    • G05B19/128—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using record carriers the workpiece itself serves as a record carrier, e.g. by its form, by marks or codes on it
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/31—From computer integrated manufacturing till monitoring
    • G05B2219/31095—Read write intelligent chip on workpiece, pallet, tool for data exchange
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49303—Tool identification and tool offset, compensation data together

Definitions

  • the present invention relates to a tool compensation method in a numerically controlled machine tool, and more particularly to a tool compensation method in which tool compensation information is directly stored in a memory provided in a tool holder or the like.
  • tool correction information such as tool length, tool diameter or tool wear is stored in the non-volatile memory of the numerical control device, and tool correction information corresponding to the tool ban corresponding to the command at the time of tool correction command Etc. are read out and tool compensation is performed.
  • the number of tools may exceed several hundreds, and the risk of erroneous input of tool correction information increases.
  • the number of digits may be incorrect or for another tool offset to be input.
  • the tool evaluation information differs from the actual tool offset information, the tool offset will not be performed properly and the workpiece will be defective, possibly leading to tool breakage. Therefore, it is desirable that the actual tool and the tool compensation information correspond exactly, but as long as the current tool compensation information and the actual tool correspond within the range of recognition of the operator, etc., there is no error. It is difficult to do. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in view of such a point, and provides a tool correction method in which tool correction information is stored in a memory provided in a tool holder or the like, and the tool correction information is directly read. With the goal.
  • the tool compensation information is written in the readable and readable memory provided in the tool holder or tool, and the machining program is written.
  • a tool correction method is provided in which the tool correction information is read out in accordance with the tool correction command and the tool correction is executed.
  • Fig. 1 is a conceptual diagram of the tool compensation method of the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram of a hardware of a numerical controller (CNC) for implementing the present invention.
  • CNC numerical controller
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of the tool correction method of the present invention.
  • Tool holder The tool 2 is mounted on the die 1, and the memory 3 is embedded in the tool holder 1.
  • Memory 3 uses EEPK0U and has a memory capacity of about 200 bytes.
  • the distance between the head 4 and the memory 3 is maintained at about 2 mm, and is electromagnetically coupled.
  • a write pulse is sent from the head 4, this is received by the memory 3 side circuit and written into the internal EEPK ⁇ M.
  • writing to the internal EEPR ⁇ M is performed using the write pulse from the head 4, and no special power supply is required on the memory 3 side.
  • the tool number or the tool length of the tool 1 is input from a keyboard of the numerical controller 10 (not shown) and is temporarily stored in the tool correction amount collating means 31.
  • the tool wear amount is measured by the measuring device 6, and the measured value is converted into a digital value by the measurement control means 34, and sent to the tool correction amount collation means 31.
  • the measuring device 6 a laser measuring device, an optical measuring device, or the like is used.
  • the tool compensation amount matching means 31 sends the tool number, tool length, and tool wear amount of tool 1 to the RZW control circuit 5, and the RZW control circuit 5 writes these tool compensation information from head 4. Write to memory 3 with only pulse.
  • the tool compensation amount comparing means 31 sends the tool compensation information in the memory 3 read out. Then, check if the tool command matches the tool command. If not, an alarm is displayed and machining is stopped. If they match, the tool length and the tool wear amount are sent to the tool correction means 32, the command value is corrected for the tool, and the command value after the tool correction is sent to the interpolation means 33.
  • the interpolation means 33 performs interpolation and sends a command pulse XP to the axis control circuit 18.
  • FIG. 2 is a block diagram of a hardware of a numerical controller (CNC) for implementing the present invention.
  • the processor 11 controls the entire numerical controller according to the system program stored in R0M12.
  • ROM 12 EP ROM or EP R ⁇ M is used.
  • RAM3, SRAM is used, and various data are stored.
  • the non-volatile memory 14 stores the machining program 14a, parameters, etc., and uses the battery-backed CM ⁇ S, etc., so even after the numerical controller is turned off. Its contents are retained.
  • the PMC (programmable machine controller) 15 receives commands such as the M function, S function, and T function, decodes these commands using the sequencer ⁇ -gram 15a, and processes them. Outputs an output signal that controls the machine. In addition, it receives a limit switch signal from the machine side or a switch signal from the machine operation panel, processes it with the sequence program 15a, and controls the machine side. Output signal, and the signal required for the numerical controller is bus 2
  • the graphic control circuit 16 controls the current position and movement amount of each axis.
  • the data stored in the RAM 3 is converted into a display signal and sent to the display device 16a, which then displays it.
  • the display device 16a a CRT, a liquid crystal display device, or the like is used.
  • Keyboard 17 is used to enter the tool number, tool length, etc. Also used to enter various other data.
  • the axis control circuit 18 receives a position command from the processor 11 and outputs a speed command signal for controlling the servomotor 20 to the servo amplifier 19.
  • the servo amplifier 19 amplifies the speed command signal and drives the servomotor 20.
  • a pulse coder 21 for outputting a position feedback signal is coupled to the servomotor 20.
  • the pulse coder 21 feed knocks the position feedback pulse to the axis control circuit 18.
  • a position detector such as a linear scale may be used.
  • the input / output circuit 2 2 exchanges input / output signals with the machine. That is, the limit switch signal on the machine side and the switch signal on the machine operation panel are received, and the PMC 15 reads them. Also, an output signal for controlling the pneumatic actuator on the machine side from the PM 15 is received and output to the machine side.
  • the manual pulse generator 23 precisely adjusts each axis according to the rotation angle. Outputs the pulse train to be moved and is used to precisely position the machine position.
  • the manual pulse generator 23 is usually mounted on the machine operation panel.
  • the head 4 writes and reads out the tool correction information in the memory 3 by the RZW control circuit 5.
  • the RZW control circuit 5 is connected to the bus 25.
  • the measuring instrument 6 is also connected to the bus 25.
  • the spindle control circuit for controlling the spindle, the spindle amplifier, the spindle motor, etc. are omitted.
  • a multi-processor system using multiple processors can be used according to the system.
  • the tool length and the tool wear amount are described as the tool correction information, but a value including the tool wear amount can be treated as the tool length. Also, the tool diameter or the tool diameter and the wear amount of the tool diameter can be handled similarly as the tool correction information.
  • the memory is embedded in the tool holder, it can be configured to be embedded directly in the tool.
  • the memory used the EEPROM it is also possible to use a memory such as a bubble.
  • the tool correction information is directly written into the memory embedded in the tool holder or the like, and this is stored in the tool correction information. Since tool numbers and tool offset information do not conflict, management of tool offset information is simplified. As a result, processing defects, tool breakage, and the like can be prevented. '

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Description

明 細 書 工具補正方式
技 術 分 野
本発明は数値制御工作機械での工具補正方式に関し、 特に 工具ホルダ等に設けたメモ リ に工具補正情報を直接記憶させ るようにした工具補正方式に関する。
背 最 技 術
数値制御工作機械では工具長、 工具径あるいは工具の摩耗 量等の工具補正情報を数値制御装置の不揮発性メ モリ に格納 し、 工具補正指令時に指令に応じた工具蕃号に対応する工具 補正情報等を読み出し、 工具補正を行っている。
しかし、 マシニングセンタ等では工具の数が数百を越える 場合もあ.り、 工具補正情報が誤って入力される危険性が大き く なる。 例えば、 工具長の入力時に桁数を間違えたり、 別の 工具補正量を入力したりすることが少なくない。
工具審号と実際の工具補正情報がく い違うと、 工具補正が 適性に行われず、 ワークが不良となり、 工具の破損等を招く こともある。 従って、 実際の工具と工具補正情報が厳密に対 応することが望ま しいが、 現状の工具補正情報と実際の工具 の対応がオペレータ等の認識の範囲で行われている限りでは. 誤りを皆無にすることは困難である。 発 明 の 開 示
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、 工具 ホルダ等に設けたメ モ リ に工具補正情報を記憶させて、 直接 工具補正情報を読み出すようにした工具補正方式を提供する ことを目的とする。
本発明では上記課題を解決するために、
数値制御装置での工具長、 工具径、 工具摩耗量等を補正す る工具補正方式において、 工具ホルダあるいは工具に設けら れた書き込み、 読み出し可能なメモ リ に工具補正情報を書き 込み、 加工プログラムの工具補正指令に応じて、 前記工具補 正情報を読み出し、 工具補正を実行することを特徴とするェ 具補正方式が、 提供される。
工具補正情報を工具ホルダ、 あるいは工具に設けられたメ モリ に直接書き込む。 工具補正指令があつたときは、 このメ モリから直接工具補正情報を読み出して、 行う。 従って、 ェ 具蕃号と工具補正情報は常に一致する。
' 図 面 の 簡 単 な 説 明
第 1図は本発明の工具補正方式の概念図、
第 2図は本発明を実施するための数値制御装置 （C N C ) のハ ー ドウヱァのブロ ック図である。
発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第 1図は本発明の工具補正方式の概念図である。 工具ホル ダ 1 には工具 2が取りつけられており、 工具ホルダ 1 にはメ モ リ 3が埋め込まれている。 メ モ リ 3は E E P K 0 Uが使用 され、 2 0 0バイ ト程度のメ モ リ容量を有する。 へッ ド 4 と メ モ リ 3の距離は 2 m m程度に維持されており、 電磁結合さ れている。 すなわち、 へッ ド 4から書き込みパルスを送ると、 これをメ モ リ 3側の回路で受けて、 内部 E E P K〇 Mに書き 込む。 このときの内部 E E P R〇 Mへの書き込みはへッ ド 4 からの書き込みパルスを使用して行い、 メ モ リ 3側には特別 の電源を必要と しない。 また、 へ ド 4から読み込みパルス をメ モ リ 3側へ送ると、 その読み込みパルスに応じて、 E E F R O Mの内容を読み出し、 論理状態に応じてィ ンピーダン スを変化させる。 従って、 そのイ ン ピーダンスの変化からメ モ リ 3の内容をへッ ド 4で読み取ることができる。 このよう な書き込み、 読み出しは R Z W制御回路 5によって制御され る
次にメ モ リ 3に工具補正情報を書き込む手順について説明 する。 工具 1 の工具番号あるいは工具長は、 図示されていな い数値制御装置 1 0のキーボー ドから入力され、 一旦工具補 正量照合手段 3 1 内に記憶される。
工具摩耗量は計測器 6 によって測定され、 測定値は計測制 御手段 3 4によってディ ジタル値に変換され、 工具補正量照 合手段 3 1 に送られる。 計測器 6 はレーザ測長器、 光学測定 器等が使用される。 工具補正量照合手段 3 1 は工具 1の工具 番号、 工具長、 工具摩耗量を R Z W制御回路 5 に送り、 R Z W制御回路 5 はこれらの工具補正情報をへッ ド 4から書き込 みパルスによって、 メ モ リ 3に書き込む。
数値制御装置 1 0 には後述する不揮発性メ モ リ 1 4内の加 ェプログラム 1 aに工具補正指令があると、 工具補正量照 合手段 3 1 はメ モ リ 3内の工具補正情報を読み出す。 ついで、 工具蕃号が工具指令と一致しているか確認し、 もし一致して . いなければアラームを表示し、 加工を中止する。 一致してい れば、 工具長及び工具摩耗量を工具補正手段 3 2に送り、 指 令値に対して工具補正を行い、 工具補正を行った指令値を補 . 間手段 3 3に送る。 補間手段 3 3は補間を行い、 指令パルス X Pを軸制御回路 1 8に送る。
第 2図は本発明を実施するための数値制御装置 （C N C ) のハ ー ドウヱァのブロ ッ ク図である。 プロセッサ 1 1 は R 0 M 1 2 に格納されたシステムプロ グラ ムに従って、 数値制御 装置全体を制御する。 R O M 1 2には E P R O Mあるいは E E P R〇Mが使用される。 R A M I 3は S R A Mが使用され、 各種のデ一ダが格納される。 不揮発性メ モ リ 1 4 は加工プロ グラム 1 4 a、 パラメ ータ等が記憶され、 ッテ リパッ クァ ップされた C M〇 S等が使用されるので、 数値制御装置の電 源切断後もその内容が保持される。
P M C (プログラマブル · マ シン . コ ン ト ロ ーラ ） 1 5 は M機能、 S機能、 T機能等の指令を受けて、 シーケ ンスプ π グラム 1 5 aによつてこの指令を解読処理し、 工作機械を制 御する出力信号を出力する。 また、 機械側からのリ ミ ツ ト ス ' ィ ッチの信号あるいは機械操作盤からのスィ ッチ信号を受け て、 シーケ ンス ' プログラム 1 5 aで処理し、 機械側を制御 する出力信号を出力し、 数値制御装置で必要な信号はバス 2
5を経由して R A M 1 3に転送され、 プロセ ッサ 1 1 によつ て、 読み取られる。
グラ フ ィ ッ ク制御回路 1 6 は各軸の現在位置、 移動量等の
R A M I 3に格納されたデータを表示信号に変換し、 表示装 置 1 6 aに送り、 表示装置 Γ 6 aはこれを表示する。 表示装 置 1 6 aは C R T、 液晶表示装置等が使用される。 キーボー ド 1 7 は工具蕃号、 工具長等を入力するのに使用される。 ま た、 その他の各種のデータを入力するのに使 される。
軸制御回路 1 8はプロセッサ 1 1 から位置指令を受けて、 サ―ボモータ 2 0を制御するための速度指令信号をサーボア ンプ 1 9 に出力する。 サーボア ンプ 1 9 はこの速度指令信号 を増幅し、 サーボモータ 2 0を駆動する。 サーボモータ 2 0 には位置帰還信号を出力するパルスコーダ 2 1 が結合されて いる。 パルスコーダ 2 1 は位置帰還パルスを軸制御回路 1 8 にフ ィ ー ドノ ッ クする。 パルスコーダ 2 1 の他に リ ニ了スケ ール等の位置検出器を使用する場合もある。 これらの要素は 軸数分だけ必要であるが、 各要素の構成は同じであるので、 こ こでは 1軸分のみ表してある。
入出力回路 2 2 は機械側との入出力信号の授受を行う。 す なわち機械側のリ ミ ッ ト ス'ィ ッチ信号、 機械操作盤のスィ ッ チ信号を受け、 これを P M C 1 5が読み取る。 また、 P M C 1 5からの機械側の空圧ァクチユエィ タ等を制御する出力信 号を受けて、 機械側に出力する。
手動パルス発生器 2 3は回転角度に応じて、 各軸を精密に 移動させるパルス列を出力し、 機械位置を精密に位置決めす るために使用される。 手動パルス発生器 2 3は通常機械操作 盤に実装される。
工具ホルダ 1の先端には工具があり、 工具ホルダ 1 にはメ モ リ 3が埋め込まれてい.る。 ヘッ ド 4は R Z W制御回路 5 に よって、 メ モ リ 3に工具補正情報を書き込み、 読み出す。 R Z W制御回路 5 はバス 2 5に接続されている。 また、 計測器 6 もバス 2 5に接続されている。
図ではス ピン ドルを制御するためのス ピン ドル制御回路、 ス ピン ドルア ンプ、 ス ピン ドルモータ等は省略してある。 - また、 ここではプロセッサは 1個であるが、 システムに応 じて複数のプ nセッサを使用したマルチ · プロセッサシステ 厶にする こと もできる。
上記の説明では工具補正情報として、 工具長、 工具摩耗量 で説明したが、 工具摩耗量を含めた値を工具長として扱う こ ともできる。 また、 工具径あるいは工具径と工具径の摩耗量 を工具補正情報として、 同様に扱う ことができる。
また計測器を使用せずに他の手段で測定した工具補正情報 をキーボー ドから入力して、 工具ホルダのメ モ リ に書き込む ことも可能である.。
さらに、 メ モ リ は工具ホルダに埋め込んだが、 工具に直接 埋め込む構成とすることもできる。 メ モ リ は E E P R O Mを 使用したが、 バブル等のメモリを使用することも可能である。 以上説明したように本発明では、 工具補正情報を直接工具 ホルダ等に埋め込まれたメモリ に書き込み、 これを工具補正 に使用するので、 工具番号と工具補正情報がく いちがう こと がなく、 工具補正情報の管理が簡単になる。 これによつて、 加工不良、 工具の破損等が防止できる。 '

Claims

請 求 の 範 園
1 . 数値制御装置での工具長、 工具径、 工具摩耗量等を補 . 正する工具補正方式において、
工具ホルダあるいは工具に設けられた書き込み、 読み出し 可能なメ モ リ に工具補正情報を書き込み、
加工プログラムの工具補正指令に応.じて、 前記工具補正情 報を読み出し、
工具補正を実行することを特徴とする工具補正方式。
2 . 前記工具補正情報は工具審号を含み、 加工プログラム の工具補正指令時に工具補正指令と、 前記メモ リから み出 した前記工具審号の照合を行う ことを特徴とする特許請求の 範囲第 1項記載の工具補正方式。 "
3 . 前記工具補正情報は工具を選択し、 直接計測器で測定 し、 工具審号と共に前記メ モ リ に書き込むことを特徴とする' 特許請求の範囲第 1項記載の工具補正方式。
4 . 前記工具補正情報は工具長と工具摩耗量を同時に書き 込み、 読み出すことを特徴とする特許請求の範囲第 1項記載 -の工具補正方式。
PCT/JP1990/001603 1989-12-11 1990-12-07 Method of correction of tool WO1991008860A1 (en)

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JP1320914A JP2993608B2 (ja) 1989-12-11 1989-12-11 工具補正方法
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