• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1991007704A1
    申请号:PCT/JP1990/001430
    申请日:1990-11-02
    公开日:1991-05-30
    发明作者:Takao Sasaki；Kentaro Fujibayashi；Makoto Haga
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:G05B19-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 機械位置変動の位置補正方式 技 術 分 野
    [0002] 本発明は数値制御装置で制御される工作機械の機械位置変 動を補正する機械位置変動の位置補正方式に係り、 特に制御 軸毎に剛性の異なる工作機械の位置変動を補正する機械位置 変動の位置補正方式に関する。 背 景 技 術
    [0003] 数値制御装置 （C N C ) では、 加工プログラムによって指 令された通路上を指令された速度で工具を移動させることに よってワークを所望の形状に加工している。
    [0004] このように数値制御装置を用いた工作機械で指令に忠実に、 かつ、 良好な仕上げ面を得るためには、 急激な指令の変化に も追従できる速応性及び振動のない安定した動きを保つ安定 性の高いサーボ機構が不可欠である。
    [0005] サーボ機構におけるサ一ボモータは、 速度検出器、 位置検 出器により速度と位置とを検出し、 その情報を制御回路にフ ィ一ドバッ ク して制御している。 そして、 この位置検出をど のようにするかによって、 セ ミ ' クローズド . ループ方式、 クローズド · ループ方式、 ハィ ブリ ッ ドサ一ボ方式の三つの 方式がサーボ機構には存在する。
    [0006] サーボ機構に採用されている上記三つの方式は、 それぞれ の工作機械に要求される精度や剛性等によって工作機械毎に 最適の方式が採用されている。
    [0007] しかし、 一般の工作機械では、 各軸の機械的剛性が異なり、 特に大型の工作機械ではその差が大きくなる。 従って、 2軸 以上の工作機械で切削を行うと、 加工開始点、 加工終了点の 近傍あるいはコーナ一部で、 形状誤差が生じ、 精度の高い切 削加工が行われないという問題がある。
    [0008] 第 4図は従来技術による 2軸の切削の状態を示す図である。 本図では、 X軸は機械の剛性が比較的弱く Y軸は機械の剛性 が比較的強いものとする。 このような制御軸の下で、 X軸を 0 . 1 0 0 m m . Y軸を 0 . 2 0 O m m動かすとする。
    [0009] X軸及び Y軸の機械の剛性が等しい場合は、 通常、 直線 A のように誤差のない直線状の切削加工が施される。 しかし、 X軸の機械の剛性が弱いと、 曲線 B 1のように X軸の移動が いきたりなく なり、 X軸と Y軸との分配パルスの比は 1 ： 2 であるにもかかわらず、 点 Cのように実際の機械位置の比が 1 ： 4 となり、 形状誤差を生じる結果となる。 発 明 の 開 示
    [0010] 本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、 制御 軸の付いている場所の各々の機械剛性の相違から生じる急激 な形状誤差を抑制することのできる機械位置変動の位置補正 方式を提供することを目的とする。
    [0011] 本発明では上記課題を解決するために、
    [0012] 少なく とも 2つの制御軸を有する工作機械の位置変動を補 正する機械位置変動の位置補正方式において、 各軸のエラー レジスタの値の比が各軸の分配パルスの比と同じになるよ う に、 各軸の前記分配パルスに補正パルスを供給するこ とを特 徴とする機械位置変動の位置補正方式が提供される。
    [0013] 各軸のェラーレジスタの値は分配パルスによって移動でき なかった値である。 従って、 各軸の機械剛性が同じ場合は、 各軸の分配パルスの比とエラーレジスタの値の比とは通常同 じ値を示す。 ところが、 機械剛性の差によって誤差が生じる ため、 エラ一レジスタの値は各軸の分配パルスの比と同じに ならない。 そこで、 各軸のエラーレジスタの値の比が各軸の 分配パルスの比と同じになるように、 各軸の分配パルスに補 正パルスを加え、 その出力パルスに基づいて各軸を制御する。 これによつて加工始め、 加工終了間際、 加工物の角の加工時 に生じていた急激な加工形状誤差を抑えることができる。 図 面 の 簡 単 な 説 明
    [0014] 第 1図は本発明の機械位置変動の位置補正方式を示すブ π ック図、
    [0015] 第 2図は本実施例の機械位置変動の位置補正方式のフ口一 チ ャー トを示す図、
    [0016] 第 3図は本実施例による 2軸の切削補間の状態を示す図、 第 4図は従来技術による 2軸の切削補間の状態を示す図で 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を用いて説明する。
    [0017] 第 1図は本発明の機械位置変動の位置補正方式を示すプロ ッ ク図である。 数値制御部 1 はパルス分配手段 1 1及び位置 補正手段 1 2を有する。
    [0018] パルス分配手段 1 1 はサーボモータ 5 X及び 5 Yを制御す るものであり、 加工プログラムに応じた指令をプロセッサ (図示せず） から受けて、 それを加減速制御した後に補間渲 算して、 X軸及び Y軸のサ一ボモータ 5 X及び 5 Yを制御す るための指令パルス X p 1及び Y p 1を演算器 1 2 X及び 1 2 Yに出力する。 さらに、 パルス分配手段 1 1 は指令パルス X p 1及び Y p 1 の比 R 1を計算し、 それを表した信号 R 1 を位置補正手段 1 2に出力する。
    [0019] 位置補正手段 1 2はエラーレジスタ 及び 3 Yのエラ一 量 X e及び Y eと、 パルス分配手段 1 1からの信号 R 1 とを 入力する。 そして、 位置補正手段 1 2はヱラー量 X e及び Y eの比 R 2を算出し、 パルス分配手段 1 1 の出力した指令パ ルス X P 1及び Y 1の比 R 1 と比較し、 両者の比が等しく なるように補正パルス X c p又は Y c pを演算器 1 2 X又は 1 2 Yに供給する。
    [0020] 渲算器 1 2 X及び 1 2 Yは指令パルス X p 1及び Y p 1 と、 位置補正手段 1 2からの補正パルス X c p及び Y e pとを加 算した指令パルス X P 2及び Y P 2を演算器 2 X及び 2 Υに 出力する。
    [0021] 演算器 2 X及び 2 Υは指令パルス X ρ 2及び Υ Ρ 2からサ ーボモータ 5 Χ及び 5 Υの位置帰還パルス X f ρ及び Y f ρ を減算した値、 即ちエラー量に応じたパルス ： K P 3及び Y P 3をエ ラ 一 レジスタ 3 X及び 3 Yに出力する。
    [0022] エラーレジスタ 3 X及び 3 Yは、 エラ一量に応じたパルス X p 3及び Y P 3の数を格納し、 それに応じた電圧をァンプ 4 X及び 4 Υに出力する。
    [0023] アンプ 4 ) (及び 4 Υはエラ一レジスタ 3 Χ及び 3 Υからの 出力電圧を増幅し、 サ一ボモータ 5 X及び 5 Υを駆動する。 サ一ボモータ 5 X及び 5 Υはパルスコーダを内蔵しており、 このパルスコーダの出力を位置帰還パルス X f p及び Y f p と して演算器 2 X及び 2 Yに帰還している。
    [0024] サ一ボモータ 5 X及び 5 Yには、 テーブルと一体化された ボールネジ 7 X及び 7 Yが結合されている。 従って、 サ一ボ モータ 5 X及び 5 Yを駆動することによって工作機械の）（軸 及び Y軸のテーブル 6 } (及び 6 Yが移動する。
    [0025] なお、 図ではテーブル 6 X、 6 Yは別のものと して表され ているが、 実際は一体のテーブルと して構成されている。 ま た、 図ではス ビ 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。
    [0026] 本実施例の動作を図面を用いて説明する。 第 2図は本実施 例の機械位置変動の位置補正方式のフ ロ ーチ ャ ー トを示す図 である。 第 3図は本実施例による 2軸の切削補間の状態を示 す図であり、 第 4図に対応している。 第 2図において、 に 続く数値はステップ審号を示す。
    [0027] 〔 S 1 〕 パルス分配手段 1 1 は X軸のサーボモータ 5 Xの指 令パルス X p 1 と、 Y軸のサーボモータ 5 Yの指令パルス Y P 1 との比 R 1 を求める。 求められた比 R 1 は位置補正手段 1 2に出力される。
    [0028] 〔 S 2 〕 パルス分配手段 1 1 は指令に応じた分配パルス、 即 ち指令パルス X p l及び Y p lを出力する。
    [0029] 本実施例では、 パルス分配手段 1 1が比 R 1 を求めている が、 パルス分配手段 1 1 は位置補正手段 1 2に直接に指令パ ルス X P 1及び Y 1を出力し、 位置補正手段 1 2で比 R 1 を求めるようにしてもよい。
    [0030] 〔 S 3〕 位置補正手段 1 2はエラーレジスタ 3 X及び 3 Yの 値を取り込み、 両者の比 R 2を求める。
    [0031] [ S 4 ] 位置補正手段 1 2は比 R 1 と比 R 2 とを比較し、 両 者の比に差がないかどうか判定する。 差がある場合は S 5へ 進み、 差がない場合は終了する。
    [0032] 〔 S 5〕 位置補正手段 1 2は比 R 1 と比 R 2 との間に差があ ると判定された場合は、 比 R 1 と比 R 2 とが同じになるよう な補正パルス X c p又は Y c pを計算して、 指令パルス X p
    [0033] 1又は Y P 1 にその補正パルス X c p又は Y c pを加算する (
    [0034] 〔 S 6〕 数値制御部 1 は指令パルス X p 1及び Y p 1 に補正 パルス X c p及び Y c pの加算された指令パルス X p 2及び Y P 2を分配パルスとして出力する。
    [0035] 以上の一連の処理によって、 第 4図のような形状誤差が第
    [0036] 3図のような誤差の極力抑えられた曲線 B 1から直線 B 2に 至るように改善され、 誤差の少ない直線状の切削加工が行わ れるようになる。 即ち、 本実施例ではェラ一レジスタ 3 X及 び 3 Yの値を監視し、 両エラーレジスタの比 R 2が比 R 1 ( 1 ： 2 ) にならなく なつた時点で、 比 R 2が比 R 1 ( 1 ： 2 ) になるように補正パルス X c p又は Y c pを出力パルス に供給するという処理を繰り返しているので、 第 4図のよう な急激な形状誤差は抑制され、 第 3図のような切削加工が行 われるようになる。
    [0037] 以上の実施例では 2軸制御の場合について説明したが、 2 軸以上の制御の場合も同様に各軸のェラーレジスタの値の比 を求め、 それらが各軸の分配パルスの比と一致するように補 正パルスを出力すればよい。
    [0038] 以上説明したように本発明によれば、 制御軸の機械剛性の 相違から生じる急激な形状誤差を抑制することができる。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1 . 少なく とも 2つの制御軸を有する工作機械の位置変動 を補正する機械位置変動の位置補正方式において、
    各軸のェラーレジスタの値の比が各軸の分配パルスの比と 同じになるように、 前記各軸の分配パルスに補正パルスを供 給することを特徴とする機械位置変動の位置補正方式。
    2 . 前記制御軸は前記工作機械の剛性の異なる箇所にそれ それ取り付けられていることを特徴とする特許請求の範囲第 1項記載の機械位置変動の位置補正方式。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    US4879660A|1989-11-07|Thread cutting machine with synchronized feed and rotation motors
    US5822212A|1998-10-13|Machining load monitoring system
    JP4289299B2|2009-07-01|サーボ制御器
    US5117169A|1992-05-26|Numerical control device for a machine tool
    JP3887197B2|2007-02-28|Ｎｃ工作機械の補正装置
    EP1742128B1|2012-04-11|Servo controller
    US5067086A|1991-11-19|Three-dimensional shape machining laser device
    KR100573716B1|2006-11-30|위치제어장치와 그 방법, 수치제어 프로그램 작성장치와그 방법 및, 수치제어 공작기계의 제어방법
    US6397111B1|2002-05-28|Numerically controlled machine tool and method
    JP4351281B2|2009-10-28|５軸加工機を制御する数値制御装置
    JP2749197B2|1998-05-13|コンピュータ数値制御装置におけるサーボ追従誤差のダイナミック補正方法及びその利用による固定サイクル
    CN102736559B|2016-04-13|机床的校正值运算方法以及机床的控制装置
    US7194329B2|2007-03-20|Numerical control apparatus and numerical control system
    EP1302829B1|2008-11-26|Numerical controller
    DE602004002997T2|2007-05-24|Numerische Steuerungsvorrichtung
    DE69831203T2|2006-02-09|Verfahren zur korrektur von verschiebungsbefehlen und servosteuerungssystem, in dem verschiebungsbefehle korrigiert werden
    WO2011077791A1|2011-06-30|制御パラメータ調整方法及び調整装置
    JP5506945B2|2014-05-28|工作機械の数値制御方法及び数値制御装置
    JP4066906B2|2008-03-26|数値制御装置及びｎｃデータ作成装置
    US4967515A|1990-11-06|Numerically controlled grinding machine
    CN102736560B|2016-06-15|机床的校正值运算方法
    EP1353251B1|2005-12-28|Numerical controller
    EP0062159A2|1982-10-13|Numerische Bahnsteuerung für eine Werkzeugmaschine
    EP1195665A2|2002-04-10|Apparatus and method for setting control parameters of machining apparatus
    JP4115925B2|2008-07-09|工作機械の制御方法及びその制御装置
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JPH03157703A|1991-07-05|
    EP0453572A1|1991-10-30|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1991-05-30| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1991-05-30| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): CH DE FR GB IT |
    1991-06-27| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1990916064 Country of ref document: EP |
    1991-10-30| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1990916064 Country of ref document: EP |
    1992-12-01| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1990916064 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]