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1. (WO1990006543) UNITE DE COMMANDE NUMERIQUE
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明 細 書

数値制御装置

技 術 分 野

本発明は旋盤機械を制御する数値制御装置 (C N C ) に関 し、特に工具の位置と主軸の中心との Y軸方向の偏差に起因 する加工誤差を補正可能な数値制御装置に関する。

背 景 技 術

数値制御装置 (C N C ) は種々の工作機械と結合され、広 く使用されている。例えば、旋盤用の工作機械では数値制御 装置の加工プログラムに従って工具が)(軸方向及び Z軸方向 に位置制御され、 主軸に取りつけられているワークを加工す ることができる。

ところで、 このような旋盤では工具の位置と主軸の中心と が Y軸方向に少しでもずれていると、 ワークの径に誤差が生 じて加工プロダラムの指令通りの加工ができない。

このため、従来はスぺ一サ等を使用して工具の取りつけ位 置を厳密に調整していた。 また、特殊な機械として Y軸方向 の位置を制御できるようにして、 Y軸方向のずれを補正して いる。

しかし、工具の位置と主軸の中心とがずれないように調整 するには相当の時間を要し、 さらに精密に調整するのは困難 な場合が多い。

また、 Y軸方向の位置を制御可能にするにはコス トがかか り、構造も複雑となって、信頼性を低下させる原因ともなる

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 の位置と主軸の中心との Υ軸方向の偏差に起因する加工誤差 を X軸方向で補正する数値制御装置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、

工具を X軸方向及び Ζ軸方向に移動可能な旋盤機械を制御 する数値制御装置 (C N C ) において、前記工具の位置と前 記主軸の中心との Υ軸方向の偏差量を設定する設宾手段と、 前記偏差量に基づいて、 パルス分配毎に X軸方向の補正量を 計算する補正量計算手段と、 前記補正量を加工プログラムで 指令された X軸方向の分配パルスに重畳して出力する補正指 令出力手段と、 を有し、前記偏差量に起因するワークの加工 誤差をなくすことを特徴とする数値制御装置が、

提供される。

Υ軸方向の偏差量に基づいてパルス分配毎に所定の補正量 を計算し、 これを加工プログラムで指令された X軸方向の分 配パルスに重畳して補正指令として出力する。

この補正指令により、 工具は加工プログラムで指令された 座標値より もさらに X軸方向に補正量だけ移動し、 Υ軸方向 の偏差に起因する加工形状の誤差が打ち消される。

図 面 の 簡 単 な 説 明

第 1図は本発明の一実施例の数値制御装置のプロ ック図、 第 2図は本発明の数値制御装置による旋盤加工の概念図で める o

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 2図は本発明の数値制御装置による旋盤加工の概念図で ある。 図において、 2 0は理想的に取りつけられた場合の旋 盤の工具の位置を示しており、 Y軸方向に関しては主軸の中 心〇と一致している。

しかし、 一般に工具を Y軸方向に関して主軸の中心〇と完 全に一致させて取りつけることは困難であり、 通常は Y軸方 向に多少ずれて、 工具 2 0 aに示すような位置に取りつけら れている。 工具 2 0 aは図の X軸方向、及び紙面に直角な図 示されていない Z軸方向に制御されてヮークを加工する。

いま、工具 2 0 aの X軸方向の位置は加工プログラムによ つて指令された座標値 Xにあり、 この状態で加工を行うとヮ -クは加工形状 2 1 aに示すように、加工プログラ厶で指令 された加工形状 2 1 よりも大きな直径の形状に加工されてし まう。

本発明の数値制御装置では、 この加工上の誤差を、工具の X軸方向の移動量を補正して打ち消す。 すなわち、工具を加 ェプログラムで指令された座標値より もさらに X軸方向に補 正量 Δ Χだけ移動させ、 加工形状の半径を Xにする。

補正量△ Xは、 Y軸方向の偏差量を Δ yとすれば、次式

Δ X = X - S QR T (X2 - Δ y 2 )

• · · · ( 1 ) を計算して求めることができる。 但し、 S QRTは平方根を 表す。本数値制御装置は、この計算をパルス分配毎に行って-加工プログラムより求めた X軸指令パルスに重畳して出力す る o

第 1図に本発明の一実施例の数値制御装置のプロ ック図を 示す。図において、所定のフォーマツトで作成された加工プ ログラ ム 1は解読手段 2によって解読され、パルス分配手段 3によつて工具の X軸方向及び Z軸方向の指令パルスが出力 される。 アブソリュート座標更新手段 8は X軸指令パルスを 入力して、 パルス分配時毎に X軸のアブソリュート値 AB S X ( n ) を更新している。なお、記号(n) は n回目のパル ス分配時を表し、 以下の記述もこれに準ずる。

一方、オペレータにより、工具径のオフセットデータが C RTZMD Iュニッ ト 4を介してオフセットデータメモリ 5 に入力され、 記憶されている。また、工具の位置と主軸の中 心との Y軸方向の偏差量 Δ yは予め測定されて、 CRTZM D Iユニッ ト 4より Y軸偏差量メモリ 6に格納されている。 補正量計算手段 7は、アブソリュート値 AB S X (n) 、 X軸方向のオフセッ ト量◦ F S X、及び偏差量△ yに基づい て、パルス分配時毎に次の計算を行う。

X ( n ) = A B S X ( n ) - O F S X

· · · · ( 2 ) Δ χ ( η ) = X ( η ) - S QR Τ (X ( η ) 2 - Δ y 2 )

•… · ( 3 ) CMP X ( η ) = Δ χ ( η ) - Δ χ ( η - 1 )

• · · · ( 4 ) すなわち、 まず計算式( 2 ) によって加工プログラムの指 令に基づいた工具の座標値 X ( η ) を求める。座標値 X ( η ) は Υ軸方向に偏差のない場合の、主軸の中心から工具まで の距離となる。 次に計算式( 3 ) により補正量 Δ Χ (η ) を 求める。 但し、 S QRTは平方根を表す。 そして、計算式( 4 ) によって前回のパルス分配時の補正量△ X ( η - 1 ) と の差を計算して差分補正量 CMP X ( η ) を求め、出力する。

9は演算器であり、 差分補正量 CMP X (η) を X軸指令 パルスに重畳させてサーボ制御手段 1 0に出力する。サ一ボ 制御手段 1 0はこの指令で X軸サーボモータ 1 1 aを、 Z軸 指令パルスで Z軸サ一ボモータ 1 1 bを駆動する。

これにより、第 2図の概念図で説明したように、 主軸の中 心と工具との距離は X ( n ) となり、偏差量 Δ yによる加工 誤差が打ち消されて加工プログラム 1の指令通りの形状にヮ ークが加工される。

以上説明したように本発明の数値制御装置は、 工具の位置 と主軸の中心との Y軸方向の偏差に起因する加工誤差を X軸 方向の指令値を補正して打ち消すので、 機械側で工具の取り つけ位置を厳密に調整する必要がなく、 機械の操作が容易と なる。

また、工具を Y軸方向に制御する必要がないので、 経済的 で、機械の構造も簡素となる。