JP2002096234A - Ｎｃ工作機械における駆動機構部の制御方法および制御装置 - Google Patents

Ｎｃ工作機械における駆動機構部の制御方法および制御装置

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JP2002096234A
JP2002096234A JP2000284928A JP2000284928A JP2002096234A JP 2002096234 A JP2002096234 A JP 2002096234A JP 2000284928 A JP2000284928 A JP 2000284928A JP 2000284928 A JP2000284928 A JP 2000284928A JP 2002096234 A JP2002096234 A JP 2002096234A
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drive mechanism
axis
correction
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drive
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Tatsuji Kawase
辰司 川瀬
Takayuki Oji
孝之 大治
Hiroyuki Ozaki
弘行 尾崎
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DMG Mori Co Ltd
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Mori Seiki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】主軸を同一方向に相対移動させる二つの駆動機
構部を備えたＮＣ工作機械において、ワーク加工面の真
直度などを高精度に仕上げることができる駆動機構部の
制御方法等を提供する。 【解決手段】主軸を同一方向に相対移動させる二つの駆
動機構部を備えたＮＣ工作機械の、各駆動機構部の作動
を制御する制御方法であって、加工中に主軸を前記方向
に相対移動させるに際し、主軸を正方向に相対移動させ
る際には、一方の駆動機構部のみを駆動して主軸を正方
向に相対移動せしめ、主軸を負方向に相対移動させる際
には、他方の駆動機構部のみを駆動して主軸を負方向に
相対移動せしめる。各駆動機構部はそれぞれ主軸を正，
負のどちらか一方にのみ移動させるように駆動されるた
め、主軸の移動方向を反転させる際に、バックラッシの
影響を受けることがなく、主軸を高精度に位置決めする
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主軸を同一方向に
相対移動させる二つの駆動機構部を備えたＮＣ工作機械
の、前記各駆動機構部の作動を制御する制御方法及び制
御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】上述の如き、主軸を同一方向に相対移動
させる二つの駆動機構部を備えたＮＣ工作機械の一例を
図８及び図９に示す。図８は、このＮＣ工作機械の概略
構成を示す正面図であり、図９は、これを数値制御する
制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【０００３】図示されるように、このＮＣ工作機械１０
０はいわゆる門形のマシニングセンタと称されるもので
あり、設置面に適宜間隔を隔てて立設された一対のコラ
ム１０１，１０１と、このコラム１０１，１０１に掛け
渡され、各コラム１０１，１０１に沿って、即ち、矢示
Ｗ方向の送り軸（以下、Ｗ軸と称す）に沿って移動可能
に設けられたクロスビーム１０２と、このクロスビーム
１０２に、その長手方向に沿って、即ち、矢示Ｙ方向の
送り軸（以下、Ｙ軸と称す）に,沿って移動可能に設け
られた主軸頭１０３と、この主軸頭１０３に回転自在に
支持され、矢示Ｚ方向の送り軸（以下、Ｚ軸と称す）に
沿って移動可能に設けられた主軸１０４と、主軸頭１０
３の下方であり且つコラム１０１，１０１間に配設され
たベッド１０５と、このベッド１０５上に載置され、紙
面に対し直交する方向の送り軸（以下、この送り軸をＸ
軸と称す）に沿って移動可能に設けられたテーブル１０
６とを主な構成要素として備えている。
【０００４】前記クロスビーム１０２は、前記各コラム
１０１，１０１のそれぞれに設けられた、サーボモー
タ，ボールネジ及びボールナットからそれぞれ構成され
る第１Ｗ軸駆動機構部１２５及び第２Ｗ軸駆動機構部１
２６により駆動されて、上述した如くＷ軸に沿って移動
し、主軸１０４は、主軸頭１０３に設けられたサーボモ
ータ，ボールネジ及びボールナットから構成されるＺ軸
駆動機構部１２４により駆動されて上記Ｚ軸に沿って移
動する。
【０００５】また、主軸頭１０３は、クロスビーム１０
２に設けられたサーボモータ，ボールネジ及びボールナ
ットから構成されるＹ軸駆動機構部１２３により駆動さ
れて上記Ｙ軸に沿って移動し、テーブル１０６は、ベッ
ド１０５に設けられたサーボモータ，ボールネジ及びボ
ールナットから構成されるＸ軸駆動機構部１２２により
駆動されて上記Ｘ軸に沿って移動する。
【０００６】そして、上記Ｘ軸駆動機構部１２２，Ｙ軸
駆動機構部１２３，Ｚ軸駆動機構部１２４，第１Ｗ軸駆
動機構部１２５及び第２Ｗ軸駆動機構部１２６は、図９
に示した制御装置１１０によって数値制御される。同図
に示すように、この制御装置１１０は、プログラム解析
部１１１，Ｘ軸位置データ生成処理部１１２，Ｙ軸位置
データ生成処理部１１３，Ｚ軸位置データ生成処理部１
１４，第１Ｗ軸位置データ生成処理部１１５，第２Ｗ軸
位置データ生成処理部１１６，Ｘ軸駆動制御部１１７，
Ｙ軸駆動制御部１１８，Ｚ軸駆動制御部１１９，第１Ｗ
軸駆動制御部１２０，第２Ｗ軸駆動制御部１２１などを
主要な構成要素として備えている。
【０００７】プログラム解析部１１１は、制御装置１１
０内に格納された加工プログラムを指令ブロック毎に解
析し、移動位置座標や送り速度に関する指令を抽出し、
抽出した位置データや速度データを当該指令に関連する
上記Ｘ軸位置データ生成処理部１１２，Ｙ軸位置データ
生成処理部１１３，Ｚ軸位置データ生成処理部１１４，
第１Ｗ軸位置データ生成処理部１１５及び第２Ｗ軸位置
データ生成処理部１１６にそれぞれ出力する。
【０００８】そして、前記Ｘ軸位置データ生成処理部１
１２，Ｙ軸位置データ生成処理部１１３，Ｚ軸位置デー
タ生成処理部１１４，第１Ｗ軸位置データ生成処理部１
１５及び第２Ｗ軸位置データ生成処理部１１６は、それ
ぞれプログラム解析部１１１から受信した位置データや
速度データを基に、一定時間間隔毎の目標位置データを
生成して、それぞれに対応したＸ軸駆動制御部１１７，
Ｙ軸駆動制御部１１８，Ｚ軸駆動制御部１１９，第１Ｗ
軸駆動制御部１２０及び第２Ｗ軸駆動制御部１２１に生
成した目標位置データを出力する。
【０００９】Ｘ軸駆動制御部１１７，Ｙ軸駆動制御部１
１８，Ｚ軸駆動制御部１１９，第１Ｗ軸駆動制御部１２
０及び第２Ｗ軸駆動制御部１２１は、それぞれ受信した
目標位置データと、それぞれに対応して設定されたＸ軸
駆動機構部１２２，Ｙ軸駆動機構部１２３，Ｚ軸駆動機
構部１２４，第１Ｗ軸駆動機構部１２５及び第２Ｗ軸駆
動機構部１２６からフィードバックされる現在位置とか
らその偏差を算出し、これに位置ループゲインを乗じて
速度指令値を算出した後、算出された速度指令値と、同
じくＸ軸駆動機構部１２２，Ｙ軸駆動機構部１２３，Ｚ
軸駆動機構部１２４，第１Ｗ軸駆動機構部１２５及び第
２Ｗ軸駆動機構部１２６からフィードバックされる現在
速度データとからその偏差を算出し、これに速度ループ
ゲインを乗じてトルク指令信号を算出し、しかる後算出
されたトルク指令信号に応じた駆動電流を、各Ｘ軸駆動
機構部１２２，Ｙ軸駆動機構部１２３，Ｚ軸駆動機構部
１２４，第１Ｗ軸駆動機構部１２５及び第２Ｗ軸駆動機
構部１２６のそれぞれに出力する。
【００１０】そして、各Ｘ軸駆動機構部１２２，Ｙ軸駆
動機構部１２３，Ｚ軸駆動機構部１２４，第１Ｗ軸駆動
機構部１２５及び第２Ｗ軸駆動機構部１２６は、入力さ
れた駆動電流によってそれぞれを構成するサーボモータ
が駆動され、これらＸ軸駆動機構部１２２，Ｙ軸駆動機
構部１２３，Ｚ軸駆動機構部１２４，第１Ｗ軸駆動機構
部１２５及び第２Ｗ軸駆動機構部１２６の作動によっ
て、上述した如く、テーブル１０６がＸ軸方向に、主軸
頭１０３がＹ軸方向に、主軸１０４がＺ軸方向に、クロ
スビーム１０２がＷ軸方向に、それぞれ移動せしめられ
る。
【００１１】斯くして、このＮＣ工作機械１００による
と、テーブル１０６をＸ軸方向に、主軸頭１０３をＹ軸
方向に、主軸１０４をＺ軸方向に、クロスビーム１０２
をＷ軸方向にそれぞれ移動させることで、テーブル１０
６上に載置，固定したワーク（図示せず）と主軸１０４
とをＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸及びＷ軸の各方向に相対移動させ
ることができ、ワークに対して３次元の加工を行うこと
ができる。尚、Ｚ軸及びＷ軸はともに上下方向の送り軸
であり、以下の説明ではこれらを総称してＺ’軸とい
う。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところで、通常、前記
テーブル１０６，主軸頭１０３，主軸１０４及びクロス
ビーム１０２は、それぞれに対応して設けられた滑り案
内部（図示せず）によって案内され、それぞれ上述した
方向に移動するように構成されている。したがって、ワ
ーク加工面の真直度はこの滑り案内部の真直度によって
左右される。例えば、主軸１０４にフライスカッタを装
着し、主軸頭１０３をＺ’軸方向については固定した状
態で、加工原点からＹ軸＋方向に移動させてワーク上面
を加工したとすると、ワーク加工面はＹ軸滑り案内部の
真直度の影響を受けてうねりが形成される。この一例
を、図１０に示す。同図においては、破線がワーク加工
面の形状として示されているが、この場合、滑り案内部
が中高となる特性を有していることが読み取られる。し
たがって、この場合においてワーク加工面の真直度を限
りなく０に近づけて高精度なものとするためには、Ｚ’
軸における主軸１０４の位置を、図１０において実線で
示すように補正する必要がある。
【００１３】また、クロスビーム１０２は所定の剛性を
備えるように構成されてはいるが、当然の如く完全な剛
体では有り得ないため、両持ち支持されるクロスビーム
１０２の端部に主軸頭１０３が位置するときの、同部に
おけるクロスビーム１０２の撓みと、クロスビーム１０
２の中央部に主軸頭１０３が位置するときの撓みとは異
なるものとなり、主軸頭１０３がクロスビーム１０２の
中央部に位置するときの撓みが最も大きくなる。即ち、
主軸頭１０３のＹ軸方向の移動に伴うクロスビーム１０
２の撓み線図は、丁度、図１０において実線で示した線
図と類似したものとなる。特に、大型の機械になるほ
ど、コラム１０１，１０１間の間隔が広く、しかも主軸
頭１０３の重量が重くなることから、上記撓み差が大き
くなる。よって、ワーク加工面の真直度を高精度なもの
とするためには、Ｚ’軸における主軸１０４の位置を、
図１０において破線で示すように補正する必要がある。
【００１４】そして、上述した２例の場合、Ｙ軸方向に
おける主軸頭１０３の位置に応じて、クロスビーム１０
２をＷ軸方向に移動させる、或いは主軸１０４をＺ軸方
向に移動させることによって上記補正を行うことができ
る。
【００１５】ところが、上記補正を、クロスビーム１０
２若しくは主軸１０４のどちらか一方のみを移動させて
行った場合、移動方向が正方向から負方向に反転する際
や、負方向から正方向に反転する際に、ボールネジ機構
のバックラッシによって設定したとおりの補正を行うこ
とができないという問題を生じるのである。
【００１６】本発明は以上の実情に鑑みなされたもので
あって、主軸を同一方向に相対移動させる二つの駆動機
構部を備えたＮＣ工作機械において、ワーク加工面の真
直度などを高精度に仕上げることができる駆動機構部の
制御方法および制御装置の提供を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段及びその効果】上記課題を
解決するための本発明の請求項１に係る発明は、主軸を
同一方向に相対移動させる二つの駆動機構部を備えたＮ
Ｃ工作機械の、前記各駆動機構部の作動を制御する制御
方法であって、加工中に前記主軸を前記方向に相対移動
させるに際し、前記主軸を正方向に相対移動させる際に
は、一方の前記駆動機構部のみを駆動して前記主軸を正
方向に相対移動せしめ、前記主軸を負方向に相対移動さ
せる際には、他方の前記駆動機構部のみを駆動して前記
主軸を負方向に相対移動せしめることを特徴とする。
【００１８】この発明によると、加工中に主軸を正方向
に相対移動させる際には、二つの駆動機構部の内、一方
の駆動機構部のみを駆動して主軸を正方向に移動させる
一方、主軸を負方向に相対移動させる際には、他方の駆
動機構部のみを駆動して主軸を負方向に移動させるよう
にしているので、各駆動機構部はそれぞれ主軸を正，負
のどちらか一方にのみ移動させるように駆動される。し
たがって、各駆動機構部にボールネジ機構を採用して
も、主軸の移動方向を正方向から負方向に、或いは負方
向から正方向に反転させる際に、そのバックラッシの影
響を受けることがなく、主軸をその移動方向に高精度に
位置決めすることができる。
【００１９】例えば、前記二つの駆動機構部が主軸を上
下方向に移動させるように設けられるとともに、主軸を
水平方向に移動させる他の駆動機構部が設けられた工作
機械において、主軸を水平方向に移動させて加工した場
合、水平方向に案内する滑り案内部の真直度が加工面に
影響してうねりが形成されるような場合に、当該うねり
を解消すべく加工中に主軸を上下動させてこれを除去す
る補正を行う場合、一つの駆動機構部のみにより主軸を
上下動させると、駆動機構部にボールネジ機構が用いら
れていると、そのバックラッシによって精度の良い補正
を行うことができない。この発明によれば、このような
補正を行う場合にも、各駆動機構部がそれぞれ主軸を
上，下（正，負）のどちらか一方にのみ移動させるよう
に駆動されるため、上記バックラッシの影響を受けるこ
とがなく、上記補正を精度良く行うことができる。尚、
本発明によって高精度のものとなる加工精度は、上記真
直度などの形状精度に限られるものではなく、段差寸法
などの寸法精度についても同様にこれを高精度なものと
することができる。
【００２０】前記駆動機構部の制御は請求項２に係る発
明のように、加工プログラムに基づいて行うことがで
き、また、請求項３に係る発明のように、補正データに
基づいて行うこともできる。そして、補正データに基づ
いて前記駆動機構部を制御する場合には、請求項４及び
請求項５に係る装置発明によりこれを好適に実施するこ
とができる。
【００２１】即ち、請求項４に係る発明は、主軸を第１
の方向に相対移動させる二つの駆動機構部及び前記主軸
を前記方向とは異なる少なくとも第２の方向に相対移動
させる駆動機構部を備えたＮＣ工作機械の、前記各駆動
機構部の作動を制御する制御装置であって、前記各駆動
機構部のそれぞれに対応して設けられ、加工プログラム
において指令された位置データを基に、前記各駆動機構
部における移動先の目標位置データを生成する位置デー
タ生成処理部と、前記各駆動機構部のそれぞれに対応し
て設けられ、各位置データ生成処理部において生成され
た目標位置データを基に、該目標位置に到達するように
前記各駆動機構部を駆動，制御する駆動制御部とを備え
た制御装置において、前記第１の移動方向における補正
量を、少なくとも前記第２の移動方向における位置デー
タと関連付けて記憶した補正データ記憶部と、加工中に
前記主軸を前記第１の移動方向に相対移動させるに際
し、前記補正データ記憶部から補正量を取得して前記第
１の移動方向における補正値を算出するとともに、算出
された補正値が前記主軸を正方向に相対移動させる値で
ある場合には、該補正値を前記第１の移動方向に係る駆
動制御部の内、一方の駆動制御部にのみ出力し、これに
対応した一方の駆動機構部のみを駆動して前記主軸を正
方向に相対移動せしめる一方、算出された補正値が前記
主軸を負方向に相対移動させる値である場合には、該補
正量を前記第１の移動方向に係る駆動制御部の内、他方
の駆動制御部にのみ出力し、これに対応した他方の駆動
機構部のみを駆動して前記主軸を負方向に相対移動せし
める補正データ生成処理部とを設けて構成したことを特
徴とする。
【００２２】前記補正データ記憶部には、第２の移動方
向において予め設定された複数の位置に主軸が達した際
の、第１の移動方向における補正量が記憶されており、
加工中の主軸が第２の移動方向に駆動されて該当位置に
達すると、補正データ生成処理部において、補正データ
記憶部に記憶された当該位置の補正量が読み出され、読
み出された補正量と、直前に用いられた補正量との差を
とって補正すべき補正値が算出される。
【００２３】そして、算出された補正値が主軸を正方向
に移動させる値である場合には、補正データ生成処理部
は、この補正値を第１の移動方向に係る二つの駆動制御
部の内、一方の駆動制御部にのみ出力して、これに対応
した一方の駆動機構部のみを駆動し、主軸を正方向に移
動させる。一方、算出された補正値が主軸を負方向に移
動させる値である場合には、補正データ生成処理部は、
この補正量を第１の移動方向に係る駆動制御部の内、他
方の駆動制御部にのみ出力して、これに対応した他方の
駆動機構部のみを駆動し、主軸を負方向に相対移動せし
める。
【００２４】斯くして、二つの駆動機構部はそれぞれ主
軸を正，負のどちらか一方にのみ移動させるように駆動
され、例え、各駆動機構部にボールネジ機構が採用され
る場合であっても、主軸の移動方向を正方向から負方向
に、或いは負方向から正方向に反転させる際に、そのバ
ックラッシの影響を受けることがなく、主軸を第１の移
動方向に高精度に位置決めすることができ、真直度など
の形状精度や段差寸法などの寸法精度を高精度なものと
することができる。
【００２５】また、請求項５に係る発明は、主軸を第１
の方向に相対移動させる二つの駆動機構部及び前記主軸
を前記方向とは異なる少なくとも第２の方向に相対移動
させる駆動機構部を備えたＮＣ工作機械の、前記各駆動
機構部の作動を制御する制御装置であって、前記各駆動
機構部のそれぞれに対応して設けられ、加工プログラム
において指令された位置データを基に、前記各駆動機構
部における移動先の目標位置データを生成する位置デー
タ生成処理部と、前記各駆動機構部のそれぞれに対応し
て設けられ、各位置データ生成処理部において生成され
た目標位置データを基に、該目標位置に到達するように
前記各駆動機構部を駆動，制御する駆動制御部とを備え
た制御装置において、前記第１の移動方向における補正
値を、少なくとも前記第２の移動方向における位置デー
タと関連付け、且つ前記第１の移動方向に係る駆動機構
部の内、補正すべき駆動機構部に関するデータとともに
記憶した補正データ記憶部と、加工中に前記主軸を前記
第１の移動方向に相対移動させるに際し、前記補正デー
タ記憶部から補正値及び補正すべき駆動機構部に関する
データを取得して、得られたデータに対応した駆動制御
部に、得られた補正値を出力して該当する駆動機構部の
みを駆動し、前記主軸を相対移動せしめる補正データ生
成処理部とを設けて構成したことを特徴とする。
【００２６】前記補正データ記憶部には、第２の移動方
向において予め設定された複数の位置に主軸が達した際
の、第１の移動方向における補正値と、二つの駆動機構
部の内、どちらの駆動機構部を駆動して補正するかとう
いうデータとが記憶されており、加工中の主軸が第２の
移動方向に駆動されて該当位置に達すると、補正データ
生成処理部において、補正データ記憶部に記憶された当
該位置の補正値及び補正すべき駆動機構部に関するデー
タが読み出され、補正データ生成処理部は得られたデー
タに対応した駆動制御部に、読み出された補正値を出力
して該当する駆動機構部のみを駆動し、主軸を移動せし
める。
【００２７】斯くして、この発明によっても同様に、二
つの駆動機構部はそれぞれ主軸を正，負のどちらか一方
にのみ移動させるように駆動され、例え、各駆動機構部
にボールネジ機構が採用される場合であっても、主軸の
移動方向を正方向から負方向に、或いは負方向から正方
向に反転させる際に、そのバックラッシの影響を受ける
ことがなく、主軸を第１の移動方向に高精度に位置決め
することができ、真直度などの形状精度や段差寸法など
の寸法精度を高精度なものとすることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
について添付図面に基づき説明する。図１は、本実施形
態に係る制御装置の概略構成を示すブロック図である。
尚、本例の制御装置１は、上述した図８に示される工作
機械１００の作動を制御するものであり、主軸１０４を
Ｙ軸方向に真直に移動させるように制御するものであ
る。また、図１に示すように、本例の制御装置１は、図
９に示した従来の制御装置１１０の構成に、真直補正デ
ータ生成処理部２と真直補正データ記憶部３とを設けて
構成されるものである。したがって、既述の制御装置１
１０と同じ構成部分については同一の符号を付し、その
詳しい説明を省略する。
【００２９】前記真直補正データ記憶部３には、主軸１
０４をＹ軸方向に真直に移動させるように、その動作を
Ｚ’軸方向に補正する補正データが格納されている。
尚、本例では、主軸１０４をＺ’軸方向に固定させた状
態でこれをＹ軸方向に移動させ加工した場合に、加工面
が図１０において破線で示される中高現象を生じるもの
とし、補正データはかかる中高現象を解消して加工面を
真直にし得る値、即ち、図において黒丸でプロットされ
る値に設定され、真直補正データ記憶部３には、Ｙ軸座
標において所定間隔毎に設定された補正量が、図３に示
したデータテーブルとして格納されている。
【００３０】また、前記真直補正データ生成処理部２
は、プログラム解析部１１１から真直度補正コードが入
力された場合に、真直度補正処理を開始し、Ｙ軸におけ
る主軸１０４の位置データをＹ軸位置データ生成処理部
１１３から受信して、これに応じた補正量を真直補正デ
ータ記憶部３から読み出し、主軸１０４をＺ’軸方向に
移動させる補正値を算出した後、これをＺ軸駆動制御部
１１９若しくは第１Ｗ軸駆動制御部１２０及び第２Ｗ軸
駆動制御部１２１に出力して、Ｚ軸駆動機構部１２４若
しくは第１Ｗ軸駆動機構部１２５及び第２Ｗ軸駆動機構
部１２６を駆動せしめ、主軸１０４のＺ’軸方向におけ
る位置を補正する機能部であり、図２に示した処理を実
行する。尚、前記真直度補正コードは、真直度補正を行
う場合に、加工プログラム中において指令されるコード
である。
【００３１】具体的には、加工プログラム中に真直度補
正コードが含まれているか否かがプログラム解析部１１
１によって解析され、真直度補正コードが含まれている
場合には、これが真直補正データ生成処理部２に出力さ
れ、これを受けて真直補正データ生成処理部２は、以後
の補正処理を実行する（ステップＳ１）。
【００３２】真直度補正コードが入力されると、真直補
正データ生成処理部２は、次に、Ｙ軸位置データ生成処
理部１１３から出力される主軸１０４のＹ軸における位
置データを順次受信して（ステップＳ２）、この位置デ
ータを基に真直補正データ記憶部３に格納されたデータ
テーブルを検索し、当該位置に対応した補正量を取得す
る（ステップＳ３）。例えば、主軸１０４がＹ＝０ｍｍ
の位置からＹ＝８００ｍｍの位置まで移動する場合、Ｙ
軸位置データ生成処理部１１３から出力される位置デー
タが、０ｍｍ，２００ｍｍ，４００ｍｍ，６００ｍｍ，
８００ｍｍとなったときに、それぞれ０μｍ，−０．７
μｍ，−１．７μｍ，−３．２μｍ，−５．５μｍとい
った補正量が真直補正データ生成処理部２にその都度取
得される。
【００３３】補正量が取得されると、次に、真直補正デ
ータ生成処理部２は、主軸１０４を現在位置からＺ’軸
方向に移動させるべき移動量、即ち補正値を算出した後
（ステップＳ４）、算出された補正値が正である場合に
はＺ軸駆動制御部１１９に当該補正値を出力し（ステッ
プＳ６）、０以下である場合には第１Ｗ軸駆動制御部１
２０及び第２Ｗ軸駆動制御部１２１に当該補正値を出力
する（ステップＳ７）。そして、Ｚ軸駆動制御部１１
９，第１Ｗ軸駆動制御部１２０，第２Ｗ軸駆動制御部１
２１は、入力された補正値に基づいて、それぞれＺ軸駆
動機構部１２４，第１Ｗ軸駆動機構部１２５，第２Ｗ軸
駆動機構部１２６を駆動し、その結果、主軸１０４が当
該補正値分だけＺ’軸方向に移動せしめられる。
【００３４】例えば、主軸１０４がＹ＝２００ｍｍの位
置からＹ＝４００ｍｍの位置まで移動する場合、４００
ｍｍの位置の補正量−１．７μｍから２００ｍｍの位置
の補正量−０．７μｍが減算され、補正値として−１．
０μｍが算出される。そして、この補正値は負の値であ
るから、これが第１Ｗ軸駆動制御部１２０及び第２Ｗ軸
駆動制御部１２１にそれぞれ出力され、主軸１０４がＹ
＝２００ｍｍの位置からＹ＝４００ｍｍの位置まで移動
する間に−１．０μｍだけＷ軸方向（Ｚ’軸方向）に移
動せしめられる。また、主軸１０４がＹ＝１０００ｍｍ
の位置からＹ＝１２００ｍｍの位置まで移動する場合、
１２００ｍｍの位置の補正量−３．２μｍから１０００
ｍｍの位置の補正量−４．７μｍが減算され、補正値と
して１．５μｍが算出される。そして、この補正値は正
の値であるから、これがＺ軸駆動制御部１１９に出力さ
れ、主軸１０４がＹ＝１０００ｍｍの位置からＹ＝１２
００ｍｍの位置まで移動する間に２．３μｍだけＺ軸方
向（Ｚ’軸方向）に移動せしめられる。
【００３５】そして、以後、プログラム解析部１１１か
ら真直度補正コードが入力されるまで、以上の処理を繰
り返し、真直度補正コードが入力された後、当該処理を
終了する（ステップＳ８）。
【００３６】このように、本例の制御装置１００による
と、主軸１０４の位置をＺ’軸正方向に補正する際に
は、Ｚ軸駆動機構部１２４のみが駆動されて主軸１０４
が正方向に移動せしめられる一方、主軸１０４の位置を
負方向に補正する際には、第１及び第２Ｗ軸駆動機構部
１２５，１２６のみが駆動されて主軸１０４が負方向に
移動せしめられる。したがって、主軸１０４の移動方向
を正方向から負方向に、或いは負方向から正方向に反転
させる際に、Ｚ軸駆動機構部１２４，第１及び第２Ｗ軸
駆動機構部１２５，１２６のバックラッシの影響を受け
ることがなく、主軸１０４を前記移動方向に高精度に位
置決めすることができる。斯くして、主軸頭１０３をＹ
軸方向に案内する滑り案内部やクロスビーム１０２の撓
みに起因した真直度の補正や、段差を有する加工面の寸
法出しなどを高精度に行うことが可能となる。
【００３７】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明の具体的な態様がこれに限られるものでな
いことは言うまでもなく、例えば、上述した例におい
て、ある定められた主軸１０４の移動経路についてのみ
上記真直度補正を行う場合には、Ｙ軸方向の各移動経路
における前記補正値はこれを予め算出することができる
ので、算出された補正値と、当該補正値をもって駆動さ
せる駆動軸とを前記補正データ記憶部３に格納してお
き、プログラム解析部１１１から真直度補正データ生成
処理部２に真直度補正コードが入力された後、当該真直
度補正処理を開始し、Ｙ軸における主軸１０４の位置デ
ータをＹ軸位置データ生成処理部１１３から受信して、
これに応じた補正値及び駆動軸データを真直補正データ
記憶部３から読み出し、得られた駆動軸データに対応し
た駆動制御部に前記補正値を出力して主軸１０４をＺ’
軸方向に移動させるように構成しても良い。以下、この
態様について、もう少し詳しく説明する。
【００３８】例えば、主軸１０４をＹ軸方向にＹ＝０ｍ
ｍからＹ＝１６００ｍｍまで移動させる経路において真
直度の補正を行う場合に、図３に示した補正データを基
に、Ｙ軸方向の各移動経路における前記補正値を上例の
ようにして算出し、算出された補正値の正，負から駆動
されるべき駆動軸を決定すると、図４に示した如くな
る。そして、これらのデータがデータテーブルとして補
正データ記憶部３に格納される。尚、この場合も、補正
値が正の場合にはＺ軸を駆動するようにし、補正値が負
の場合にはＷ軸を駆動するようにした。
【００３９】そして、真直補正データ生成処理部２にお
いて、図５に示した処理が実行される。即ち、まず、加
工プログラム中に真直度補正コードが含まれているか否
かがプログラム解析部１１１によって解析され、真直度
補正コードが含まれている場合には、これが真直補正デ
ータ生成処理部２に出力され、これを受けて真直補正デ
ータ生成処理部２は、以後の補正処理を実行する（ステ
ップＳ１１）。
【００４０】真直度補正コードが入力されると、真直補
正データ生成処理部２は、次に、Ｙ軸位置データ生成処
理部１１３から出力される主軸１０４のＹ軸における位
置データを順次受信して（ステップＳ１２）、この位置
データを基に真直補正データ記憶部３に格納されたデー
タテーブルを検索し、当該位置に対応した補正値及び駆
動軸に係る補正データを取得する（ステップＳ１３）。
【００４１】次に、真直補正データ生成処理部２は、取
得した補正値を同時に取得した駆動軸データに対応した
駆動制御部に出力する（ステップＳ１４）。これによ
り、当該駆動制御部に対応した駆動機構部が駆動され、
前記補正値分だけ主軸１０４がＺ’軸方向に移動せしめ
られる。例えば、主軸１０４がＹ＝０ｍｍの位置から正
方向に移動してＹ＝２００ｍｍの位置まで移動する場
合、補正値「−０．７μｍ」と駆動軸データ「Ｗ軸」が
真直補正データ生成処理部２に取得され、ついで、この
補正値が真直補正データ生成処理部２から第１及び第２
Ｗ軸駆動制御部１２０，１２１に出力され、主軸１０４
がＹ＝０ｍｍの位置から正方向に移動してＹ＝２００ｍ
ｍの位置まで移動する間に−０．７μｍだけＷ軸方向
（Ｚ’軸方向）に移動せしめられる。また、主軸１０４
がＹ＝１４００ｍｍの位置からＹ＝１２００ｍｍの位置
まで移動する場合には、データテーブルのＹ軸移動経路
データの「１２００→１４００」と移動方向が逆である
ことを認識し、補正値「−０．９μｍ」と駆動軸データ
「Ｗ軸」が真直補正データ生成処理部２に取得され、つ
いで、この補正値が真直補正データ生成処理部２からＺ
軸駆動制御部１１９に出力され、主軸１０４がＹ＝１４
００ｍｍの位置からＹ＝１２００ｍｍの位置まで移動す
る間に−０．９μｍだけＷ軸方向（Ｚ’軸方向）に移動
せしめられる。
【００４２】そして、以後、プログラム解析部１１１か
ら真直度補正コードが入力されるまで、以上の処理を繰
り返し、真直度補正コードが入力された後、当該処理を
終了する（ステップＳ１５）。
【００４３】このように、この態様によっても、上例に
おけると同様に、主軸１０４の位置をＺ’軸正方向に補
正する際には、Ｚ軸駆動機構部１２４のみを駆動して主
軸１０４を正方向に移動させることができる一方、主軸
１０４の位置を負方向に補正する際には、第１及び第２
Ｗ軸駆動機構部１２５，１２６のみを駆動して主軸１０
４を負方向に移動させることができ、主軸１０４の移動
方向を正方向から負方向に、或いは負方向から正方向に
反転させる際に、Ｚ軸駆動機構部１２４，第１及び第２
Ｗ軸駆動機構部１２５，１２６のバックラッシの影響を
受けることがなく、主軸１０４を前記移動方向に高精度
に位置決めすることができる。そして、主軸頭１０３を
Ｙ軸方向に案内する滑り案内部やクロスビーム１０２の
撓みに起因した真直度の補正や、段差を有する加工面の
寸法出しなどを高精度に行うことが可能となる。
【００４４】また、上記２例では、データテーブルに記
憶された移動量で説明したが、データテーブルにない移
動量の場合でも、データテーブルの補正量に比例した補
正を行う。更に、上記２例では、プログラム解析部から
真直度補正コードが入力され、次に同じコードが入力さ
れるまでの間のみ補正したが、これに限られず、機械稼
動中の全てのＹ軸移動に対して補正をかけるようにして
も良い。
【００４５】また、上例では、主軸１０４をＹ軸方向に
移動させる際の真直度補正について例示したが、主軸１
０４をＸ軸方向に移動させる際にも同様の態様によって
真直度の補正を行うことができる。更に、当然のことな
がら、主軸１０４をＸ軸及びＹ軸に移動させる際にも真
直度の補正を行うことができ、この場合には、図６に示
すような補正データを真直補正データ記憶部３に格納し
ておき、図７に示すように、Ｘ軸位置データ生成処理部
１１２及びＹ軸位置データ生成処理部１１３から出力さ
れる主軸１０４のＸ軸及びＹ軸における位置データを真
直補正データ生成処理部２において順次受信するように
構成し、受信した位置データを基に、上述したと同様の
処理を真直補正データ生成処理部２において行うように
構成すると良い。
【００４６】また、多くを説明するまでもなく、真直度
を補正すべく主軸１０４をＺ’軸方向に移動させるにあ
たり、Ｚ軸駆動機構部１２４のみを駆動して主軸１０４
を正方向に移動させ、且つ第１及び第２Ｗ軸駆動機構部
１２５，１２６のみを駆動して主軸１０４を負方向に移
動させることは、加工プログラムにおける移動位置指令
によってこれを実現することができる。例えば、主軸１
０４をＺ’軸の正方向に移動させる場合にはＺ＊＊と指
令し、Ｚ’軸の負方向に移動させる場合にはＷ＊＊と指
令する。
【００４７】更に、念のために申し添えると、上記の例
では、補正値が正のときにＺ軸駆動機構部１２４を駆動
し、補正値が負のときに第１及び第２Ｗ軸駆動機構部１
２５，１２６を駆動するように構成したが、これに代え
て、補正値が正のときに第１及び第２Ｗ軸駆動機構部１
２５，１２６を駆動し、補正値が負のときにＺ軸駆動機
構部１２４を駆動するように構成しても、何ら差し支え
ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御装置の概略構成
を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係る真直補正データ生成処理部に
おける処理手順を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態に係る真直補正データ記憶部に格納
されるデータテーブルを示す説明図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る真直補正データ記
憶部に格納されるデータテーブルを示す説明図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る真直補正データ生
成処理部における処理手順を示すフローチャートであ
る。
【図６】本発明の他の実施形態に係る真直補正データ記
憶部に格納されるデータテーブルを示す説明図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る制御装置の概略構
成を示すブロック図である。
【図８】従来例に係る工作機械の概略構成を示す正面図
である。
【図９】従来例に係る制御装置の概略構成を示すブロッ
ク図である。
【図１０】従来例の工作機械において生じる現象を説明
するための説明図である。
【符号の説明】
１ 制御装置 ２ 真直補正データ生成処理部 ３ 真直補正データ記憶部 １１４ Ｚ軸位置データ生成処理部 １１５ 第１Ｗ軸位置データ生成処理部 １１６ 第２Ｗ軸位置データ生成処理部 １１９ Ｚ軸駆動制御部 １２０ 第１Ｗ軸駆動制御部 １２１ 第２Ｗ軸駆動制御部 １２４ Ｚ軸駆動機構部 １２５ 第１Ｗ軸駆動機構部 １２６ 第２Ｗ軸駆動機構部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾崎 弘行 奈良県大和郡山市北郡山町106番地 株式 会社森精機製作所内 Ｆターム(参考） 5H269 AB01 BB03 EE10 KK10

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 主軸を同一方向に相対移動させる二つの
    駆動機構部を備えたＮＣ工作機械の、前記各駆動機構部
    の作動を制御する制御方法であって、 加工中に前記主軸を前記方向に相対移動させるに際し、 前記主軸を正方向に相対移動させる際には、一方の前記
    駆動機構部のみを駆動して前記主軸を正方向に相対移動
    せしめ、 前記主軸を負方向に相対移動させる際には、他方の前記
    駆動機構部のみを駆動して前記主軸を負方向に相対移動
    せしめることを特徴とするＮＣ工作機械における駆動機
    構部の制御方法。
  2. 【請求項２】 前記駆動機構部の制御を加工プログラム
    に基づいて行うことを特徴とする請求項１記載のＮＣ工
    作機械における駆動機構部の制御方法。
  3. 【請求項３】 前記駆動機構部の制御を補正データに基
    づいて行うことを特徴とする請求項１記載のＮＣ工作機
    械における駆動機構部の制御方法。
  4. 【請求項４】 主軸を第１の方向に相対移動させる二つ
    の駆動機構部及び前記主軸を前記方向とは異なる少なく
    とも第２の方向に相対移動させる駆動機構部を備えたＮ
    Ｃ工作機械の、前記各駆動機構部の作動を制御する制御
    装置であって、前記各駆動機構部のそれぞれに対応して
    設けられ、加工プログラムにおいて指令された位置デー
    タを基に、前記各駆動機構部における移動先の目標位置
    データを生成する位置データ生成処理部と、前記各駆動
    機構部のそれぞれに対応して設けられ、各位置データ生
    成処理部において生成された目標位置データを基に、該
    目標位置に到達するように前記各駆動機構部を駆動，制
    御する駆動制御部とを備えた制御装置において、 前記第１の移動方向における補正量を、少なくとも前記
    第２の移動方向における位置データと関連付けて記憶し
    た補正データ記憶部と、 加工中に前記主軸を前記第１の移動方向に相対移動させ
    るに際し、前記補正データ記憶部から補正量を取得して
    前記第１の移動方向における補正値を算出するととも
    に、算出された補正値が前記主軸を正方向に相対移動さ
    せる値である場合には、該補正値を前記第１の移動方向
    に係る駆動制御部の内、一方の駆動制御部にのみ出力
    し、これに対応した一方の駆動機構部のみを駆動して前
    記主軸を正方向に相対移動せしめる一方、算出された補
    正値が前記主軸を負方向に相対移動させる値である場合
    には、該補正量を前記第１の移動方向に係る駆動制御部
    の内、他方の駆動制御部にのみ出力し、これに対応した
    他方の駆動機構部のみを駆動して前記主軸を負方向に相
    対移動せしめる補正データ生成処理部とを設けて構成し
    たことを特徴とするＮＣ工作機械における駆動機構部の
    制御装置。
  5. 【請求項５】 主軸を第１の方向に相対移動させる二つ
    の駆動機構部及び前記主軸を前記方向とは異なる少なく
    とも第２の方向に相対移動させる駆動機構部を備えたＮ
    Ｃ工作機械の、前記各駆動機構部の作動を制御する制御
    装置であって、前記各駆動機構部のそれぞれに対応して
    設けられ、加工プログラムにおいて指令された位置デー
    タを基に、前記各駆動機構部における移動先の目標位置
    データを生成する位置データ生成処理部と、前記各駆動
    機構部のそれぞれに対応して設けられ、各位置データ生
    成処理部において生成された目標位置データを基に、該
    目標位置に到達するように前記各駆動機構部を駆動，制
    御する駆動制御部とを備えた制御装置において、 前記第１の移動方向における補正値を、少なくとも前記
    第２の移動方向における位置データと関連付け、且つ前
    記第１の移動方向に係る駆動機構部の内、補正すべき駆
    動機構部に関するデータとともに記憶した補正データ記
    憶部と、 加工中に前記主軸を前記第１の移動方向に相対移動させ
    るに際し、前記補正データ記憶部から補正値及び補正す
    べき駆動機構部に関するデータを取得して、得られたデ
    ータに対応した駆動制御部に、得られた補正値を出力し
    て該当する駆動機構部のみを駆動し、前記主軸を相対移
    動せしめる補正データ生成処理部とを設けて構成したこ
    とを特徴とするＮＣ工作機械における駆動機構部の制御
    装置。
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