JP2024112632A - Method and device for correcting errors in a machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、工作機械において幾何学的な誤差を補正するための方法および装置に関するものである。 This disclosure relates to a method and apparatus for correcting geometric errors in machine tools.
図1は、並進3軸と回転2軸とを有する5軸制御マシニングセンタ(以下、「5軸機」という。)Mの模式図である。
主軸頭2は、並進軸であり互いに直交するX軸、Z軸によって並進2自由度の運動が可能である。テーブル3は、回転軸であるC軸によってクレードル4に対して回転1自由度の運動が可能である。クレードル4は、回転軸でありC軸に直交するA軸によって、トラニオン5に対して回転1自由度の運動が可能である。トラニオン5は、並進軸でありX軸、Z軸に直交するY軸により、ベッド1に対して並進1自由度の運動が可能である。したがって、テーブル3に対して主軸頭2は、並進3自由度と回転2自由度とを有する。各軸は数値制御装置により制御されるサーボモータにより駆動され、被加工物をテーブル3に固定し、主軸頭2に工具を装着して回転させ、被加工物を任意の形状に加工する。
FIG. 1 is a schematic diagram of a five-axis controlled machining center M (hereinafter referred to as a "five-axis machine") having three translational axes and two rotational axes.
The
この5軸機Mの運動誤差として、各軸間の誤差である幾何学的な誤差(以下、「幾何誤差」という。)がある。これらの運動誤差は被加工物の形状に転写され、被加工物の形状・寸法誤差の要因となる。
これに対して、幾何誤差を補正して制御することにより、高精度な加工を実現する技術が開発されている。
例えば特許文献1に記載された発明は、機械を制御する際に、各軸間に存在する幾何誤差すなわち、回転軸の中心位置のズレと、傾き誤差と、各軸の指令位置とをもとに、工具と被加工物との相対関係が誤差のない機械と同じになるように各軸の指令位置を補正するための補正値を算出し、指令位置に補正値を加算して各軸を駆動する方法を備えた装置である。
しかし、特許文献1に記載の発明では、回転軸の傾き誤差を補正する場合、並進軸の動作に伴って並進軸が補正指令されるため、並進軸を1軸だけ動作させても他の並進軸が微小動作して加工精度に影響を与えるおそれがある。そこで、特許文献2には、回転軸の動作の場合に、各軸の指令位置の座標値の代わりに予め設定した補正基準点の座標値を使って補正値を算出する発明が開示されている。この発明により、回転軸を割り出して平面加工や穴開け加工などを行った場合でも、各軸の補正値による微小動作で加工面精度・品位や工具寿命の低下を起こさず、高精度な加工を行うことができる。
The motion errors of this five-axis machine M include geometric errors between the axes (hereinafter referred to as "geometric errors"). These motion errors are transferred to the shape of the workpiece, and become a cause of shape and dimensional errors of the workpiece.
In response to this, technology has been developed that achieves high-precision machining by correcting and controlling geometric errors.
For example, the invention described in
However, in the invention described in
特許文献2に記載された発明は、補正値の算出に使用する補正基準点の座標値を人が予め指定する必要がある。この補正基準点の座標値を指定するには、作業者が加工内容を把握しており、なおかつ補正基準点の座標値の指定が必要な加工方法かを判定できる必要があり、作業者の負担が大きいといった問題がある。特に、穴あけ加工や平面加工が複数の箇所にある場合には、その都度座標値を指定する必要があり、作業者の負担が増大してしまう。
The invention described in
そこで、本開示は、加工方法に応じて補正基準点の座標値を自動で設定することができ、作業者に負担をかけることなく高精度な加工を行うことができる工作機械の誤差補正方法及び誤差補正装置を提供することを目的としたものである。 The present disclosure therefore aims to provide an error correction method and device for machine tools that can automatically set the coordinate values of the correction reference point according to the machining method, and can perform high-precision machining without placing a burden on the operator.
上記目的を達成するために、本開示の第1の構成は、被加工物を保持するテーブルと、工具を保持する主軸と、3軸以上の並進軸とを有し、前記主軸が前記テーブルに対して並進3自由度以上の相対運動が可能な工作機械において、前記被加工物に対する前記工具の位置を補正する方法であって、
前記被加工物を加工するための加工プログラムから加工方法を分析するプログラム分析ステップと、
前記プログラム分析ステップで分析された加工方法が、前記工具の位置を演算する際に所定の補正基準点の座標値を用いるものとして予め設定された所定の加工方法と一致するか否かを判定する加工方法判定ステップと、
前記分析された加工方法が前記所定の加工方法と一致しない場合には、前記工具の位置を演算する座標値として、前記並進軸の指令値座標系内の指令位置の座標値を設定し、前記分析された加工方法が前記所定の加工方法と一致する場合には、前記工具の位置を演算する座標として前記補正基準点の座標値を設定する座標値設定ステップと、
前記並進軸の指令値座標系内の指令位置の座標値又は前記補正基準点の座標値と、各軸間の幾何学的な誤差とに基づいて、前記幾何学的な誤差によって生じる前記工具の位置誤差を演算する位置誤差演算ステップと、
演算した前記工具の位置誤差を前記並進軸の指令値座標系に変換することにより、前記各軸の幾何学的な誤差に対する補正値を演算する補正値演算ステップと、
演算した前記補正値に基づいて前記工具の位置を補正する位置補正ステップと、を実行することを特徴とする。
第1の構成の別の態様は、上記構成において、前記座標値設定ステップでは、前記分析された加工方法が前記所定の加工方法と一致する場合、前記加工プログラムを分析して前記補正基準点の座標値を設定することを特徴とする。
上記目的を達成するために、本開示の第2の構成は、被加工物を保持するテーブルと、工具を保持する主軸と、3軸以上の並進軸とを有し、前記主軸が前記テーブルに対して並進3自由度以上の相対運動が可能な工作機械において、前記被加工物に対する前記工具の位置を補正する装置であって、
前記被加工物を加工するための加工プログラムから加工方法を分析するプログラム分析手段と、
前記プログラム分析手段で分析された加工方法が、前記工具の位置を演算する際に所定の補正基準点の座標値を用いるものとして予め設定された所定の加工方法と一致するか否かを判定する加工方法判定手段と、
前記分析された加工方法が前記所定の加工方法と一致しない場合には、前記工具の位置を演算する座標値として、前記並進軸の指令値座標系内の指令位置の座標値を設定し、前記分析された加工方法が前記所定の加工方法と一致する場合には、前記工具の位置を演算する座標として前記補正基準点の座標値を設定する座標値設定手段と、
前記並進軸の指令値座標系内の指令位置の座標値又は前記補正基準点の座標値と、各軸間の幾何学的な誤差とに基づいて、前記幾何学的な誤差によって生じる前記工具の位置誤差を演算する位置誤差演算手段と、
演算した前記工具の位置誤差を前記並進軸の指令値座標系に変換することにより、前記各軸の幾何学的な誤差に対する補正値を演算する補正値演算手段と、
演算した前記補正値に基づいて前記工具の位置を補正する位置補正手段と、を備えることを特徴とする。
第2の構成の別の態様は、上記構成において、前記座標値設定手段は、前記分析された加工方法が前記所定の加工方法と一致する場合、前記加工プログラムを分析して前記補正基準点の座標値を設定することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first configuration of the present disclosure is a method for correcting a position of a tool relative to a workpiece in a machine tool having a table for holding a workpiece, a spindle for holding a tool, and three or more translation axes, the spindle being capable of relative translational movement with three or more degrees of freedom with respect to the table, the method comprising:
A program analysis step of analyzing a machining method from a machining program for machining the workpiece;
a machining method determination step of determining whether or not the machining method analyzed in the program analysis step coincides with a predetermined machining method that is preset as a method that uses coordinate values of a predetermined correction reference point when calculating the position of the tool;
a coordinate value setting step of setting a coordinate value of a command position in a command value coordinate system of the translation axis as a coordinate value for calculating a position of the tool when the analyzed machining method does not match the predetermined machining method, and setting a coordinate value of the correction reference point as a coordinate for calculating a position of the tool when the analyzed machining method matches the predetermined machining method;
a position error calculation step of calculating a position error of the tool caused by the geometric error based on a coordinate value of a command position in a command value coordinate system of the translation axis or a coordinate value of the correction reference point and a geometric error between each axis;
a correction value calculation step of converting the calculated position error of the tool into a command value coordinate system of the translation axes to calculate a correction value for the geometric error of each of the axes;
and a position correction step of correcting the position of the tool based on the calculated correction value.
Another aspect of the first configuration is characterized in that, in the above configuration, in the coordinate value setting step, if the analyzed machining method coincides with the specified machining method, the machining program is analyzed to set the coordinate value of the correction reference point.
In order to achieve the above object, a second configuration of the present disclosure is an apparatus for correcting a position of the tool relative to a workpiece in a machine tool having a table for holding a workpiece, a spindle for holding a tool, and three or more translation axes, the spindle being capable of relative translational movement with three or more degrees of freedom with respect to the table, the apparatus comprising:
a program analysis means for analyzing a machining method from a machining program for machining the workpiece;
a machining method determination means for determining whether or not the machining method analyzed by the program analysis means coincides with a predetermined machining method that is preset as a method using coordinate values of a predetermined correction reference point when calculating the position of the tool;
a coordinate value setting means for setting a coordinate value of a command position in a command value coordinate system of the translation axis as a coordinate value for calculating a position of the tool when the analyzed machining method does not match the predetermined machining method, and for setting a coordinate value of the correction reference point as a coordinate for calculating a position of the tool when the analyzed machining method matches the predetermined machining method;
a position error calculation means for calculating a position error of the tool caused by the geometric error based on a coordinate value of a command position in a command value coordinate system of the translation axes or a coordinate value of the correction reference point and a geometric error between each axis;
a correction value calculation means for calculating a correction value for a geometric error of each of the axes by converting the calculated position error of the tool into a command value coordinate system of the translation axes;
and a position correction means for correcting the position of the tool based on the calculated correction value.
Another aspect of the second configuration is characterized in that, in the above configuration, the coordinate value setting means analyzes the machining program and sets the coordinate value of the correction reference point when the analyzed machining method coincides with the specified machining method.
本開示によれば、加工プログラムを分析して補正基準点の座標値を用いて工具の位置を演算することが必要な加工方法であるかを判定し、加工方法に応じて補正基準点の座標値を自動で設定することができる。よって、作業者に負担をかけることなく、平面加工や穴あけ加工などを行う場合に加工面精度・品位や工具寿命の低下を起こさず、高精度な加工を行うことができる。 According to the present disclosure, it is possible to analyze the machining program, determine whether the machining method requires calculating the tool position using the coordinate value of the correction reference point, and automatically set the coordinate value of the correction reference point according to the machining method. Therefore, it is possible to perform high-precision machining without burdening the operator and without causing a decrease in the machining surface accuracy/quality or tool life when performing flat machining or drilling.
以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本形態では、穴あけ加工の場合を例に説明する。また、適用する工作機械としては、図1の5軸機Mを例に説明する。
図2は、5軸機Mの数値制御装置11の制御構成の一例を示すブロック図である。数値制御装置11は、本開示の第2の構成の誤差補正装置の一例であり、CPU及びCPUに接続された記録手段12及び表示手段13を含んで構成され、各軸のサーボモータ27a~27eを制御する。数値制御装置11には、被加工物の加工プログラム、後述する幾何誤差、補正基準点の座標値を用いて工具の位置を演算することが必要な加工方法等を設定するための入力手段14が設けられる。加工プログラム及び幾何誤差は、記録手段12へ非一時的に記録される。補正基準点の座標値を用いて工具の位置を演算することが必要な加工方法も、記録手段12へ非一時的に記録される。
Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
In this embodiment, the case of drilling will be described as an example, and the machine tool to which the invention is applied will be described as a five-axis machine M shown in FIG.
2 is a block diagram showing an example of the control configuration of the
図3は、各軸のサーボ指令値生成を行う数値制御装置11の機能ブロック図である。
数値制御装置11では、被加工物の加工指令が入力されると、まず、記録手段12より加工プログラム21が読み出され、指令値生成手段22において各並進軸の指令位置の座標値が生成される。
次に、プログラム分析手段23にて、加工プログラム21の加工方法が、補正基準点の座標値を用いて工具の位置を演算することが必要な加工方法であるか否かを判定して、座標値の設定を行う。
次に、生成された指令位置の座標値もしくは補正基準点の座標値をもとに補正値演算手段24により各軸の補正値の演算を行い、指令位置の座標値と補正値との合計値がサーボ指令値変換手段25に送られてサーボ指令値が演算され、各軸のサーボ指令値が各軸のサーボアンプ26a~26eに送られる。各軸のサーボアンプ26a~26eはそれぞれサーボモータ27a~27eを駆動し、テーブル3に対する主軸頭2(工具)の相対位置を制御する。よって、数値制御装置11は、本開示のプログラム分析手段、加工方法判定手段、座標値設定手段、位置誤差演算手段、補正値演算手段、位置補正手段として機能する。
FIG. 3 is a functional block diagram of a
When a command to process a workpiece is input to the
Next, the program analysis means 23 judges whether or not the machining method of the
Next, a correction value for each axis is calculated by a correction value calculation means 24 based on the generated coordinate value of the command position or the coordinate value of the correction reference point, and the sum of the coordinate value of the command position and the correction value is sent to a servo command value conversion means 25 to calculate a servo command value, and the servo command value for each axis is sent to the
次に、幾何誤差について説明する。幾何誤差を隣り合う軸間の相対並進誤差3成分および相対回転誤差3成分の合計6成分(δx、δy、δz、α、β、γ)で定義する。
本例の5軸機Mの場合、各軸間、C軸と被加工物間、Z軸と工具間に当該6成分の幾何誤差がそれぞれ存在するため、合計36個の幾何誤差が存在する。ただし、36個のうち冗長な関係のものを除くと13個であり、幾何誤差が存在する軸間を工具側からの順番を添え字として表すと、13個の幾何誤差は、α1、β1、α2、β2、γ3、δy4、δz4、β4、γ4、δx5、δy5、α5、β5となる。これらは順に、工具-Y軸間直角度、工具-X軸間直角度、Y-Z軸間直角度、Z-X軸間直角度、X-Y軸間直角度、A軸中心位置Y方向誤差、A軸中心位置Z方向誤差、A-X軸間直角度、A-Y軸間直角度、C軸中心位置X方向誤差、C軸中心位置Y方向誤差、A軸原点誤差、C-A軸間直角度である。これらの幾何誤差は予め測定して、記録手段12に記録しておく。
Next, the geometric error will be described. The geometric error is defined as a total of six components (δx, δy, δz, α, β, γ) consisting of three relative translation errors and three relative rotation errors between adjacent axes.
In the case of the five-axis machine M of this example, the six geometric error components exist between each axis, between the C-axis and the workpiece, and between the Z-axis and the tool, so there are a total of 36 geometric errors. However, if redundant errors are excluded from the 36, there are only 13. If the axes between which geometric errors exist are expressed as subscripts in the order from the tool side, the 13 geometric errors are α 1 , β 1 , α 2 , β 2 , γ 3 , δ y 4 , δ z 4 , β 4 , γ 4 , δ x 5 , δ y 5 , α 5 , and β 5 . These are, in order, the perpendicularity between the tool and the Y axis, the perpendicularity between the tool and the X axis, the perpendicularity between the Y and Z axes, the perpendicularity between the Z and X axes, the perpendicularity between the X and Y axes, the Y direction error of the A axis central position, the Z direction error of the A axis central position, the perpendicularity between the A and X axes, the perpendicularity between the A and Y axes, the X direction error of the C axis central position, the Y direction error of the C axis central position, the A axis origin error, and the perpendicularity between the C and A axes. These geometric errors are measured in advance and recorded in the recording means 12.
続いて、本開示の第1の構成に係る数値制御装置11の誤差補正方法について、図4の模式図の穴1を加工する場合を例にして、図5のフローチャートを用いて説明する。この誤差補正方法は、記録手段12に予め記録されている誤差補正プログラムに基づいて実行される。
まず、オペレータは、記録手段12に、工具の位置を演算する際に所定の補正基準点の座標値を用いることが必要な所定の加工方法を予め設定しておく。この加工方法は複数であってもよい。
数値制御装置11は、オペレータから加工開始の指令が入力されると、ステップ(以下、単に「S」と表記する。)1にて、記録手段12に記録された加工プログラム21を読込んで分析を行い、S2で加工方法を判定する(S1,S2:プログラム分析ステップ)。
この分析では、加工が穴あけ加工か、平面加工か、形状加工かなど分析する。例えば、穴あけ加工の場合、工具6を被加工物7から離れた待機位置P1から、図4に示すように、穴1の直上位置P2に位置決めし、P3の位置に切削位置決めして穴あけ加工を行い、直上位置P2に戻り、次の穴2の直上位置P4に移動する動作を繰り返し行う穴あけ加工サイクルであるかによって判定する。または、加工に使用する工具6の情報(例えば、ドリル)と、切削位置決め指令がある場合には、穴あけ加工であると判定してもよい。
Next, an error correction method of the
First, the operator presets in the recording means 12 a predetermined machining method that requires the use of coordinate values of a predetermined correction reference point when calculating the position of a tool. This machining method may be multiple.
When an operator inputs a command to start machining, the
In this analysis, it is analyzed whether the processing is hole drilling, plane machining, shape machining, etc. For example, in the case of hole drilling, it is judged whether it is a hole drilling cycle in which the
次に、S3で、S2で判定した加工方法が、記録手段12に予め設定された所定の加工方法と一致するか否かの判定を行う(加工方法判定ステップ)。
よって、判定した加工方法が、予め設定された加工方法と一致しなければ、S4で、各軸の指令位置の座標値を補正値演算用座標値x、y、zに設定する。一方、判定した加工方法が、予め設定された加工方法と一致すれば、S5で、加工プログラム21に基づいて補正基準点の座標値を補正値演算用座標値x、y、zに設定する(S4,S5:座標値設定ステップ)。
補正基準点の座標値は、例えば、図4に示す穴あけ加工であれば、切削送りの開始点となる直上位置P2やP4が補正基準点となり、座標値は、直上位置P2やP4のX軸、Y軸、Z軸の座標値となる。
次に、S6にて、S4又はS5で設定した座標値と各軸間の幾何誤差とに基づいて、工具6の位置誤差を演算する(位置誤差演算ステップ)。
次に、S7にて各軸の補正値の演算を行い(補正値演算ステップ)、S8にて工具6の位置の補正を行う(位置補正ステップ)。
Next, in S3, it is determined whether or not the processing method determined in S2 coincides with a predetermined processing method preset in the recording means 12 (processing method determination step).
Therefore, if the determined machining method does not match the preset machining method, the coordinate values of the command position of each axis are set to the coordinate values x, y, z for calculating the correction value in S4. On the other hand, if the determined machining method matches the preset machining method, the coordinate values of the correction reference point are set to the coordinate values x, y, z for calculating the correction value based on the
For example, in the case of the drilling process shown in FIG. 4, the correction reference points are directly above positions P2 and P4, which are the starting points for cutting feed, and the coordinate values are the X-axis, Y-axis, and Z-axis coordinate values of directly above positions P2 and P4.
Next, in S6, the position error of the
Next, in S7, a correction value for each axis is calculated (correction value calculation step), and in S8, the position of the
次に、S6における工具6の位置誤差の演算方法および、S7における各軸の補正値の演算方法の詳細について、数式を用いて説明する。
まず、回転軸C軸、A軸の補正値ΔCc、ΔCaの演算方法について説明する。補正値ΔCc、ΔCaは幾何誤差6成分(δx、δy、δz、α、β、γ)による幾何誤差の変換マトリックスεj (以下の数1)を用いて、以下の数2により求めることができる。
ここで、添え字jは、幾何誤差が存在する軸間を工具側から順番に表したものである。
Next, the method of calculating the position error of the
First, a method for calculating the correction values ΔCc and ΔCa for the rotation axes C and A will be described. The correction values ΔCc and ΔCa can be calculated from the
Here, the subscript j indicates the axis-to-axis relationship in which a geometric error exists, in order from the tool side.
回転軸C軸、A軸と並進軸X軸、Y軸、Z軸の変換行列、主軸座標系での工具先端ベクトルTPは、以下の数3で表すことができる。
The transformation matrices of the rotational axes C and A and the translational axes X, Y, and Z, and the tool tip vector T P in the spindle coordinate system can be expressed by the
幾何誤差がない場合のワーク座標系での工具先端ベクトルWPIは、数3の変換行列および工具先端ベクトルを用いて、以下の数4により求めることができる。
ここで、c、aは、回転軸の指令位置の座標値であり、x、y、zは、S4で設定した並進軸の指令位置の座標値もしくはS5で設定した補正基準点の座標値である。
The tool tip vector W P I in the workpiece coordinate system when there is no geometric error can be determined by the
Here, c and a are the coordinate values of the command position of the rotation axis, and x, y, and z are the coordinate values of the command position of the translation axis set in S4 or the coordinate values of the correction reference point set in S5.
また、幾何誤差が存在する場合のワーク座標系での工具先端ベクトルWPGは、幾何誤差の変換マトリックスεj(数1)を用いて、以下の数5により求めることができる。
Furthermore, the tool tip vector W PG in the workpiece coordinate system when a geometric error exists can be determined by the
幾何誤差によるワーク座標系での各工具先端の位置誤差ベクトルΔeは、WPGとWPIとの差分から以下の数6により求められる。
A position error vector Δe of the tip of each tool in the workpiece coordinate system due to a geometric error can be calculated from the difference between WPG and WPI by the
また、位置誤差による並進軸の補正値は、位置誤差を指令値座標系に変換し、その逆符号として扱うことができる。補正値ベクトルΔCompを以下の数7に示す。
The correction value of the translation axis due to the position error can be treated as the inverse sign of the position error converted into the command coordinate system. The correction value vector ΔComp is shown in the
このように、上記形態の誤差補正方法及び数値制御装置11は、被加工物7を加工するための加工プログラム21から加工方法を分析し、分析された加工方法が、工具6の位置を演算する際に所定の補正基準点の座標値を用いるものとして予め設定された所定の加工方法と一致するか否かを判定する。
そして、加工方法が一致しない場合には、並進軸の指令値座標系内の指令位置の座標値を設定し、加工方法が一致する場合には、補正基準点の座標値を設定して、設定した座標値と各軸間の幾何誤差とから、幾何誤差によって生じる工具6の位置誤差を演算して、演算した工具6の位置誤差を並進軸の指令値座標系に変換することにより、各軸の幾何誤差に対する補正値を演算し、演算した補正値に基づいて工具6の位置を補正する。
この構成によれば、加工プログラム21を分析して補正基準点の座標値を用いて工具6の位置を演算することが必要な加工方法であるかを判定し、加工方法に応じて補正基準点の座標値を自動で設定することができる。よって、作業者に負担をかけることなく、穴あけ加工を行う場合に加工面精度・品位や工具寿命の低下を起こさず、高精度な加工を行うことができる。
In this manner, the error correction method and
Then, when the machining methods do not match, the coordinate values of the command position in the command value coordinate system of the translational axes are set, and when the machining methods match, the coordinate values of the correction reference point are set, and the position error of the
According to this configuration, it is possible to analyze the
なお、上記形態では、工具の位置を演算する座標値を設定するタイミングを、加工方法判定ステップの後としているが、このタイミングに限らず、その前の段階、例えば加工方法の判定と同時に座標値を設定してもよい。
上記形態では、工作機械として5軸機を例示して穴あけ加工を行う場合を例に説明したが、工作機械は、並進3軸のマシニングセンタや複合加工機、旋盤であってもよい。補正基準点の座標値を用いる加工方法は、平面加工を行う場合であってもよい。特に、A軸やC軸等の回転軸を割り出して行う平面加工や穴あけ加工等について補正基準点の座標値を用いるようにすれば、加工精度の低下を防止できる。
上記形態では、数値制御装置に本開示の誤差補正装置を設けた例を説明したが、誤差補正装置は、数値制御装置と別に設けられていてもよい。
In the above embodiment, the timing for setting the coordinate values for calculating the tool position is after the machining method determination step, but the timing is not limited to this, and the coordinate values may be set at an earlier stage, for example, at the same time as determining the machining method.
In the above embodiment, a five-axis machine is used as an example of a machine tool for drilling, but the machine tool may be a three-axis translational machining center, a multitasking machine, or a lathe. The machining method using the coordinate values of the correction reference point may also be used for plane machining. In particular, if the coordinate values of the correction reference point are used for plane machining or drilling, which are performed by indexing rotation axes such as the A-axis and C-axis, a decrease in machining accuracy can be prevented.
In the above embodiment, an example has been described in which the error correction device of the present disclosure is provided in the numerical control device, but the error correction device may be provided separately from the numerical control device.
1・・ベッド、2・・主軸頭、3・・テーブル、4・・クレードル、5・・トラニオン、6・・工具、7・・被加工物、11・・数値制御装置、12・・記録手段、13・・表示手段、14・・入力手段、21・・加工プログラム、22・・指令値生成手段、23・・プログラム分析手段、24・・補正値演算手段、25・・サーボ指令値変換手段。 1: Bed, 2: Spindle head, 3: Table, 4: Cradle, 5: Trunnion, 6: Tool, 7: Workpiece, 11: Numerical control device, 12: Recording means, 13: Display means, 14: Input means, 21: Machining program, 22: Command value generation means, 23: Program analysis means, 24: Correction value calculation means, 25: Servo command value conversion means.
Claims (4)
前記被加工物を加工するための加工プログラムから加工方法を分析するプログラム分析ステップと、
前記プログラム分析ステップで分析された加工方法が、前記工具の位置を演算する際に所定の補正基準点の座標値を用いるものとして予め設定された所定の加工方法と一致するか否かを判定する加工方法判定ステップと、
前記分析された加工方法が前記所定の加工方法と一致しない場合には、前記工具の位置を演算する座標値として、前記並進軸の指令値座標系内の指令位置の座標値を設定し、前記分析された加工方法が前記所定の加工方法と一致する場合には、前記工具の位置を演算する座標として前記補正基準点の座標値を設定する座標値設定ステップと、
前記並進軸の指令値座標系内の指令位置の座標値又は前記補正基準点の座標値と、各軸間の幾何学的な誤差とに基づいて、前記幾何学的な誤差によって生じる前記工具の位置誤差を演算する位置誤差演算ステップと、
演算した前記工具の位置誤差を前記並進軸の指令値座標系に変換することにより、前記各軸の幾何学的な誤差に対する補正値を演算する補正値演算ステップと、
演算した前記補正値に基づいて前記工具の位置を補正する位置補正ステップと、
を実行することを特徴とする工作機械の誤差補正方法。 1. A method for correcting a position of a tool relative to a workpiece in a machine tool having a table for holding a workpiece, a spindle for holding a tool, and three or more translation axes, the spindle being capable of relative translational movement with three or more degrees of freedom relative to the table, comprising:
A program analysis step of analyzing a machining method from a machining program for machining the workpiece;
a machining method determination step of determining whether or not the machining method analyzed in the program analysis step coincides with a predetermined machining method that is preset as a method that uses coordinate values of a predetermined correction reference point when calculating the position of the tool;
a coordinate value setting step of setting a coordinate value of a command position in a command value coordinate system of the translation axis as a coordinate value for calculating a position of the tool when the analyzed machining method does not match the predetermined machining method, and setting a coordinate value of the correction reference point as a coordinate for calculating a position of the tool when the analyzed machining method matches the predetermined machining method;
a position error calculation step of calculating a position error of the tool caused by the geometric error based on a coordinate value of a command position in a command value coordinate system of the translation axis or a coordinate value of the correction reference point and a geometric error between each axis;
a correction value calculation step of converting the calculated position error of the tool into a command value coordinate system of the translation axes to calculate a correction value for the geometric error of each of the axes;
a position correcting step of correcting a position of the tool based on the calculated correction value;
1. A method for correcting errors in a machine tool, comprising:
前記被加工物を加工するための加工プログラムから加工方法を分析するプログラム分析手段と、
前記プログラム分析手段で分析された加工方法が、前記工具の位置を演算する際に所定の補正基準点の座標値を用いるものとして予め設定された所定の加工方法と一致するか否かを判定する加工方法判定手段と、
前記分析された加工方法が前記所定の加工方法と一致しない場合には、前記工具の位置を演算する座標値として、前記並進軸の指令値座標系内の指令位置の座標値を設定し、前記分析された加工方法が前記所定の加工方法と一致する場合には、前記工具の位置を演算する座標として前記補正基準点の座標値を設定する座標値設定手段と、
前記並進軸の指令値座標系内の指令位置の座標値又は前記補正基準点の座標値と、各軸間の幾何学的な誤差とに基づいて、前記幾何学的な誤差によって生じる前記工具の位置誤差を演算する位置誤差演算手段と、
演算した前記工具の位置誤差を前記並進軸の指令値座標系に変換することにより、前記各軸の幾何学的な誤差に対する補正値を演算する補正値演算手段と、
演算した前記補正値に基づいて前記工具の位置を補正する位置補正手段と、
を備えることを特徴とする工作機械の誤差補正装置。 1. A machine tool having a table for holding a workpiece, a spindle for holding a tool, and three or more translation axes, the spindle being capable of relative translational movement with three or more degrees of freedom with respect to the table, the machine tool comprising:
a program analysis means for analyzing a machining method from a machining program for machining the workpiece;
a machining method determination means for determining whether or not the machining method analyzed by the program analysis means coincides with a predetermined machining method that is preset as a method using coordinate values of a predetermined correction reference point when calculating the position of the tool;
a coordinate value setting means for setting a coordinate value of a command position in a command value coordinate system of the translation axis as a coordinate value for calculating a position of the tool when the analyzed machining method does not match the predetermined machining method, and for setting a coordinate value of the correction reference point as a coordinate for calculating a position of the tool when the analyzed machining method matches the predetermined machining method;
a position error calculation means for calculating a position error of the tool caused by the geometric error based on a coordinate value of a command position in a command value coordinate system of the translation axis or a coordinate value of the correction reference point and a geometric error between each axis;
a correction value calculation means for calculating a correction value for a geometric error of each of the axes by converting the calculated position error of the tool into a command value coordinate system of the translation axes;
a position correction means for correcting a position of the tool based on the calculated correction value;
An error correction device for a machine tool comprising:
Priority Applications (1)
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| JP2023017819A JP2024112632A (en) | 2023-02-08 | 2023-02-08 | Method and device for correcting errors in a machine tool |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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| JP2023017819A Pending JP2024112632A (en) | 2023-02-08 | 2023-02-08 | Method and device for correcting errors in a machine tool |
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2023
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