JPH05100723A - 工作機械の工具長補正方式 - Google Patents
工作機械の工具長補正方式Info
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- JPH05100723A JPH05100723A JP26221091A JP26221091A JPH05100723A JP H05100723 A JPH05100723 A JP H05100723A JP 26221091 A JP26221091 A JP 26221091A JP 26221091 A JP26221091 A JP 26221091A JP H05100723 A JPH05100723 A JP H05100723A
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- vector
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ロータリヘッドを備えた工作機械で直線補間
を行った場合に加工経路が直線となるように制御して、
加工精度の改善を図った工作機械の工具長補正方式を提
供することを目的とする。 【構成】 ロータリヘッドの傾きを制御するための回転
軸の角度に応じて分配周期毎に工具長補正ベクトル
（Ｖ）を算出し、算出された工具長補正ベクトル（Ｖ）
に基づき工具長を補正する。また、工具先端経路である
指令経路の分配パルスベクトル（ΔＵ）を直線補間によ
って算出し、上記回転軸の角度に応じて分配周期毎の工
具長補正ベクトル（Ｖ）の変化量ベクトル（ΔＶ）を算
出し、算出された指令経路の分配パルスベクトル（Δ
Ｕ）と変化量ベクトル（ΔＶ）とから、工具長補正がさ
れた後である、工具基準位置の分配パルスベクトル（Δ
Ｐ）を算出する。これによって、移動曲線Ｌ４に沿って
工具基準位置が移動すると、工具先端の実際の加工経路
は直線Ｌ３のように指令通りになる。
を行った場合に加工経路が直線となるように制御して、
加工精度の改善を図った工作機械の工具長補正方式を提
供することを目的とする。 【構成】 ロータリヘッドの傾きを制御するための回転
軸の角度に応じて分配周期毎に工具長補正ベクトル
（Ｖ）を算出し、算出された工具長補正ベクトル（Ｖ）
に基づき工具長を補正する。また、工具先端経路である
指令経路の分配パルスベクトル（ΔＵ）を直線補間によ
って算出し、上記回転軸の角度に応じて分配周期毎の工
具長補正ベクトル（Ｖ）の変化量ベクトル（ΔＶ）を算
出し、算出された指令経路の分配パルスベクトル（Δ
Ｕ）と変化量ベクトル（ΔＶ）とから、工具長補正がさ
れた後である、工具基準位置の分配パルスベクトル（Δ
Ｐ）を算出する。これによって、移動曲線Ｌ４に沿って
工具基準位置が移動すると、工具先端の実際の加工経路
は直線Ｌ３のように指令通りになる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は工作機械の工具長補正方
式に関し、特に少なくとも１軸の回転軸を持つロータリ
ヘッドを備えた工作機械において工具回転軸がＺ軸に対
し任意に傾斜しているときに工具長を補正する工作機械
の工具長補正方式に関する。
式に関し、特に少なくとも１軸の回転軸を持つロータリ
ヘッドを備えた工作機械において工具回転軸がＺ軸に対
し任意に傾斜しているときに工具長を補正する工作機械
の工具長補正方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、数値制御工作機械では、複雑な型
等を加工するために工具を保持するヘッドが回転できる
ようになったロータリヘッドを有するものがある。こう
したロータリヘッドを有する工作機械において、工具回
転軸がＺ軸に対し任意に傾斜しているときには、工具長
補正量がその傾斜角の大きさに応じて変化するため、傾
斜角の大きさに応じた工具長補正ベクトルを求めて工具
長補正を行うようにした工具補正方式が、例えば、特開
平３−１０９６０６号にて公知である。
等を加工するために工具を保持するヘッドが回転できる
ようになったロータリヘッドを有するものがある。こう
したロータリヘッドを有する工作機械において、工具回
転軸がＺ軸に対し任意に傾斜しているときには、工具長
補正量がその傾斜角の大きさに応じて変化するため、傾
斜角の大きさに応じた工具長補正ベクトルを求めて工具
長補正を行うようにした工具補正方式が、例えば、特開
平３−１０９６０６号にて公知である。
【０００３】図４は上記補正方式が適用される工作機械
のロータリヘッドの概観図である。図中、ロータリヘッ
ド１はＹ軸に平行なＢ軸３を中心として回転できるよう
になっており、また、Ｚ軸に平行なＣ軸４を中心として
回転できるようにもなっている。Ｃ軸４の先端には工具
５が設けられている。工具オフセット量が零の位置に相
当するロータリヘッド１上の工具基準位置をＧとし、工
具５の先端位置をＨとする。
のロータリヘッドの概観図である。図中、ロータリヘッ
ド１はＹ軸に平行なＢ軸３を中心として回転できるよう
になっており、また、Ｚ軸に平行なＣ軸４を中心として
回転できるようにもなっている。Ｃ軸４の先端には工具
５が設けられている。工具オフセット量が零の位置に相
当するロータリヘッド１上の工具基準位置をＧとし、工
具５の先端位置をＨとする。
【０００４】図５は、上記工具基準位置Ｇおよび工具先
端位置Ｈの、加工ブロック内での移動の軌跡を示す図で
ある。以下、図４および図５を参照して説明する。上記
工具補正方式においては、加工ブロックの終点毎に工具
長補正ベクトルＶを算出し、その算出された工具長補正
ベクトルＶによって工具長補正を行って加工ブロック内
の始点Ｓ及び終点Ｅでの工具基準位置ＧS ，ＧE を算出
する。そして、特に直線補間の場合には、そうして算出
された２つの工具基準位置ＧS ，Ｇ E 間を工具基準位置
Ｇが直線Ｌ１に沿って移動するように工具の移動制御が
行われる。
端位置Ｈの、加工ブロック内での移動の軌跡を示す図で
ある。以下、図４および図５を参照して説明する。上記
工具補正方式においては、加工ブロックの終点毎に工具
長補正ベクトルＶを算出し、その算出された工具長補正
ベクトルＶによって工具長補正を行って加工ブロック内
の始点Ｓ及び終点Ｅでの工具基準位置ＧS ，ＧE を算出
する。そして、特に直線補間の場合には、そうして算出
された２つの工具基準位置ＧS ，Ｇ E 間を工具基準位置
Ｇが直線Ｌ１に沿って移動するように工具の移動制御が
行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記工具の移
動制御のように、２つの工具基準位置ＧS ，ＧE 間を工
具基準位置Ｇが直線Ｌ１に沿って移動した場合、実際の
加工経路となる工具先端位置Ｈの移動軌跡は図５の曲線
Ｌ２のようになる。本来、指令された工具経路は、加工
ブロック内の始点Ｓ及び終点Ｅでの工具先端位置ＨS ，
ＨE 間を結ぶ直線Ｌ３にもかかわらず、実際の工具先端
経路は、ロータリヘッドの始点Ｓ、終点Ｅ間での回転に
伴い、曲線Ｌ２のようになってしまう。なお、図５に示
した曲線Ｌ２の曲率は実際よりも少し大きく表現してあ
る。
動制御のように、２つの工具基準位置ＧS ，ＧE 間を工
具基準位置Ｇが直線Ｌ１に沿って移動した場合、実際の
加工経路となる工具先端位置Ｈの移動軌跡は図５の曲線
Ｌ２のようになる。本来、指令された工具経路は、加工
ブロック内の始点Ｓ及び終点Ｅでの工具先端位置ＨS ，
ＨE 間を結ぶ直線Ｌ３にもかかわらず、実際の工具先端
経路は、ロータリヘッドの始点Ｓ、終点Ｅ間での回転に
伴い、曲線Ｌ２のようになってしまう。なお、図５に示
した曲線Ｌ２の曲率は実際よりも少し大きく表現してあ
る。
【０００６】従って、指令通りの加工が行われず、ロー
タリヘッドが加工ブロック内の始点Ｓと終点Ｅとの間で
大きく回転する場合には加工精度が悪化するという問題
点があった。
タリヘッドが加工ブロック内の始点Ｓと終点Ｅとの間で
大きく回転する場合には加工精度が悪化するという問題
点があった。
【０００７】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、ロータリヘッドを備えた工作機械で直線補間
を行なった場合に加工経路が直線となるように制御し
て、加工精度の改善を図った工作機械の工具長補正方式
を提供することを目的とする。
のであり、ロータリヘッドを備えた工作機械で直線補間
を行なった場合に加工経路が直線となるように制御し
て、加工精度の改善を図った工作機械の工具長補正方式
を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、少なくとも１軸の回転軸を持つロータリ
ヘッドを備えた工作機械の工具長補正方式において、ロ
ータリヘッドの傾きを制御するための回転軸の角度に応
じて分配周期毎に工具長補正ベクトル（Ｖ）を算出し、
前記算出された工具長補正ベクトル（Ｖ）に基づき工具
長を補正することを特徴とする工作機械の工具長補正方
式が、提供される。
決するために、少なくとも１軸の回転軸を持つロータリ
ヘッドを備えた工作機械の工具長補正方式において、ロ
ータリヘッドの傾きを制御するための回転軸の角度に応
じて分配周期毎に工具長補正ベクトル（Ｖ）を算出し、
前記算出された工具長補正ベクトル（Ｖ）に基づき工具
長を補正することを特徴とする工作機械の工具長補正方
式が、提供される。
【０００９】また、少なくとも１軸の回転軸を持つロー
タリヘッドを備えた工作機械の工具長補正方式におい
て、工具先端経路である指令経路の分配パルスベクトル
（ΔＵ）を直線補間によって算出し、前記回転軸の角度
に応じて、分配周期毎の工具長補正ベクトル（Ｖ）の変
化量ベクトル（ΔＶ）を算出し、前記算出された分配パ
ルスベクトル（ΔＵ）と前記算出された変化量ベクトル
（ΔＶ）とから、工具長補正がされた後である、工具基
準位置の分配パルスベクトル（ΔＰ）を算出することを
特徴とする工作機械の工具長補正方式が、提供される。
タリヘッドを備えた工作機械の工具長補正方式におい
て、工具先端経路である指令経路の分配パルスベクトル
（ΔＵ）を直線補間によって算出し、前記回転軸の角度
に応じて、分配周期毎の工具長補正ベクトル（Ｖ）の変
化量ベクトル（ΔＶ）を算出し、前記算出された分配パ
ルスベクトル（ΔＵ）と前記算出された変化量ベクトル
（ΔＶ）とから、工具長補正がされた後である、工具基
準位置の分配パルスベクトル（ΔＰ）を算出することを
特徴とする工作機械の工具長補正方式が、提供される。
【００１０】
【作用】ロータリヘッドの傾きを制御するための回転軸
の角度に応じて分配周期毎に工具長補正ベクトル（Ｖ）
を算出し、算出された工具長補正ベクトル（Ｖ）に基づ
き工具長を補正する。
の角度に応じて分配周期毎に工具長補正ベクトル（Ｖ）
を算出し、算出された工具長補正ベクトル（Ｖ）に基づ
き工具長を補正する。
【００１１】また、工具先端経路である指令経路の分配
パルスベクトル（ΔＵ）を直線補間によって算出し、前
記回転軸の角度に応じて分配周期毎の工具長補正ベクト
ル（Ｖ）の変化量ベクトル（ΔＶ）を算出し、前記算出
された指令経路の分配パルスベクトル（ΔＵ）と前記算
出された変化量ベクトル（ΔＶ）とから、工具長補正が
された後である、工具基準位置の分配パルスベクトル
（ΔＰ）を算出する。
パルスベクトル（ΔＵ）を直線補間によって算出し、前
記回転軸の角度に応じて分配周期毎の工具長補正ベクト
ル（Ｖ）の変化量ベクトル（ΔＶ）を算出し、前記算出
された指令経路の分配パルスベクトル（ΔＵ）と前記算
出された変化量ベクトル（ΔＶ）とから、工具長補正が
された後である、工具基準位置の分配パルスベクトル
（ΔＰ）を算出する。
【００１２】これによって、ロータリヘッドを備えた工
作機械で直線補間を行なった場合に、実際の加工経路を
直線とすることができる。
作機械で直線補間を行なった場合に、実際の加工経路を
直線とすることができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図２は本発明が適用される５軸制御の数値制御
装置（ＣＮＣ）のハードウェアのブロック図である。図
において、１０は数値制御装置（ＣＮＣ）である。プロ
セッサ（ＣＰＵ）１１は数値制御装置１０全体の制御の
中心となるプロセッサであり、バス２１を介して、ＲＯ
Ｍ１２に格納されたシステムプログラムを読み出し、こ
のシステムプログラムに従って、数値制御装置１０全体
の制御を実行する。ＲＡＭ１３には一時的な計算デー
タ、表示データ等が格納される。ＲＡＭ１３にはＳＲＡ
Ｍが使用される。不揮発性メモリ１４には工具径補正
量、ピッチ誤差補正量、加工プログラム及びパラメータ
等が格納される。不揮発性メモリ１４は、バッテリ（図
示せず）でバックアップされたＣＭＯＳからなり、数値
制御装置１０の電源がオフされても、それらのデータは
そのまま保持される。
明する。図２は本発明が適用される５軸制御の数値制御
装置（ＣＮＣ）のハードウェアのブロック図である。図
において、１０は数値制御装置（ＣＮＣ）である。プロ
セッサ（ＣＰＵ）１１は数値制御装置１０全体の制御の
中心となるプロセッサであり、バス２１を介して、ＲＯ
Ｍ１２に格納されたシステムプログラムを読み出し、こ
のシステムプログラムに従って、数値制御装置１０全体
の制御を実行する。ＲＡＭ１３には一時的な計算デー
タ、表示データ等が格納される。ＲＡＭ１３にはＳＲＡ
Ｍが使用される。不揮発性メモリ１４には工具径補正
量、ピッチ誤差補正量、加工プログラム及びパラメータ
等が格納される。不揮発性メモリ１４は、バッテリ（図
示せず）でバックアップされたＣＭＯＳからなり、数値
制御装置１０の電源がオフされても、それらのデータは
そのまま保持される。
【００１４】インタフェース（ＩＮＴ）１５は外部機器
用のインタフェースであり、紙テープリーダ、紙テープ
パンチャー、紙テープリーダ・パンチャー等の外部機器
（ＴＲ）３１が接続される。紙テープリーダからは加工
プログラムが読み込まれ、また、数値制御装置１０内で
編集された加工プログラムを紙テープパンチャーに出力
することができる。
用のインタフェースであり、紙テープリーダ、紙テープ
パンチャー、紙テープリーダ・パンチャー等の外部機器
（ＴＲ）３１が接続される。紙テープリーダからは加工
プログラムが読み込まれ、また、数値制御装置１０内で
編集された加工プログラムを紙テープパンチャーに出力
することができる。
【００１５】ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コント
ローラ）１６は数値制御装置１０に内蔵され、ラダー形
式で作成されたシーケンスプログラムで機械を制御す
る。すなわち、加工プログラムで指令された、Ｍ機能、
Ｓ機能及びＴ機能に従って、これらをシーケンスプログ
ラムで機械側で必要な信号に変換し、Ｉ／Ｏユニット１
７から機械側に出力する。この出力信号は機械側のマグ
ネット等を駆動し、油圧バルブ、空圧バルブ及び電気ア
クチュエイタ等を作動させる。また、機械側のリミット
スイッチ及び機械操作盤のスイッチ等の信号を受けて、
必要な処理をして、プロセッサ１１に渡す。
ローラ）１６は数値制御装置１０に内蔵され、ラダー形
式で作成されたシーケンスプログラムで機械を制御す
る。すなわち、加工プログラムで指令された、Ｍ機能、
Ｓ機能及びＴ機能に従って、これらをシーケンスプログ
ラムで機械側で必要な信号に変換し、Ｉ／Ｏユニット１
７から機械側に出力する。この出力信号は機械側のマグ
ネット等を駆動し、油圧バルブ、空圧バルブ及び電気ア
クチュエイタ等を作動させる。また、機械側のリミット
スイッチ及び機械操作盤のスイッチ等の信号を受けて、
必要な処理をして、プロセッサ１１に渡す。
【００１６】各軸の現在位置、アラーム、パラメータ、
画像データ等の画像信号はＣＲＴ／ＭＤＩユニット２５
の表示装置に送られ、表示装置に表示される。インタフ
ェース（ＩＮＴ）１９はＣＲＴ／ＭＤＩユニット２５内
のキーボードからのデータを受けて、プロセッサ１１に
渡す。
画像データ等の画像信号はＣＲＴ／ＭＤＩユニット２５
の表示装置に送られ、表示装置に表示される。インタフ
ェース（ＩＮＴ）１９はＣＲＴ／ＭＤＩユニット２５内
のキーボードからのデータを受けて、プロセッサ１１に
渡す。
【００１７】インタフェース（ＩＮＴ）２０は手動パル
ス発生器３２に接続され、手動パルス発生器３２からの
パルスを受ける。手動パルス発生器３２は機械操作盤に
実装され、手動で機械稼働部を精密に位置決めするのに
使用される。
ス発生器３２に接続され、手動パルス発生器３２からの
パルスを受ける。手動パルス発生器３２は機械操作盤に
実装され、手動で機械稼働部を精密に位置決めするのに
使用される。
【００１８】軸制御回路４１〜４５はプロセッサ１１か
らの各軸の移動指令を受けて、各軸の指令をサーボアン
プ５１〜５５に出力する。サーボアンプ５１〜５５はこ
の移動指令を受けて、各軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｂ，Ｃ軸）の
サーボモータ６１〜６５を駆動する。サーボモータ６１
〜６５には位置検出用のパルスコーダが内蔵されてお
り、このパルスコーダから位置信号がパルス列として各
軸制御回路４１〜４５にフィードバックされる。場合に
よっては、位置検出器として、リニアスケールが使用さ
れる。また、このパルス列をＦ／Ｖ（周波数／速度）変
換することにより、速度信号を生成することができる。
図ではこれらの位置信号のフィードバックライン及び速
度フィードバックは省略してある。
らの各軸の移動指令を受けて、各軸の指令をサーボアン
プ５１〜５５に出力する。サーボアンプ５１〜５５はこ
の移動指令を受けて、各軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｂ，Ｃ軸）の
サーボモータ６１〜６５を駆動する。サーボモータ６１
〜６５には位置検出用のパルスコーダが内蔵されてお
り、このパルスコーダから位置信号がパルス列として各
軸制御回路４１〜４５にフィードバックされる。場合に
よっては、位置検出器として、リニアスケールが使用さ
れる。また、このパルス列をＦ／Ｖ（周波数／速度）変
換することにより、速度信号を生成することができる。
図ではこれらの位置信号のフィードバックライン及び速
度フィードバックは省略してある。
【００１９】スピンドル制御回路７１はスピンドル回転
指令及びスピンドルのオリエンテーション等の指令を受
けて、スピンドルアンプ７２にスピンドル速度信号を出
力する。スピンドルアンプ７２はこのスピンドル速度信
号を受けて、スピンドルモータ７３を指令された回転速
度で回転させる。また、オリエンテーション指令によっ
て、所定の位置にスピンドルを位置決めする。
指令及びスピンドルのオリエンテーション等の指令を受
けて、スピンドルアンプ７２にスピンドル速度信号を出
力する。スピンドルアンプ７２はこのスピンドル速度信
号を受けて、スピンドルモータ７３を指令された回転速
度で回転させる。また、オリエンテーション指令によっ
て、所定の位置にスピンドルを位置決めする。
【００２０】スピンドルモータ７３には歯車あるいはベ
ルトでポジションコーダ８２が結合されている。従っ
て、ポジションコーダ８２はスピンドル７３に同期して
回転し、帰還パルスを出力し、その帰還パルスはインタ
フェース８１を経由して、プロセッサ１１によって、読
み取られる。この帰還パルスは他の軸をスピンドルモー
タ７３に同期して移動させ、精密なタッピング加工等を
可能にする。
ルトでポジションコーダ８２が結合されている。従っ
て、ポジションコーダ８２はスピンドル７３に同期して
回転し、帰還パルスを出力し、その帰還パルスはインタ
フェース８１を経由して、プロセッサ１１によって、読
み取られる。この帰還パルスは他の軸をスピンドルモー
タ７３に同期して移動させ、精密なタッピング加工等を
可能にする。
【００２１】図３は、以上のように構成される数値制御
装置で実行される工具長補正方式の処理プログラムのフ
ローチャートである。本プログラムはＲＯＭ１２に格納
されていて、分配周期（例えば８ｍｓｅｃ）毎にプロセ
ッサ１１で実行される。図中Ｓに続く数字はステップ番
号を表す。
装置で実行される工具長補正方式の処理プログラムのフ
ローチャートである。本プログラムはＲＯＭ１２に格納
されていて、分配周期（例えば８ｍｓｅｃ）毎にプロセ
ッサ１１で実行される。図中Ｓに続く数字はステップ番
号を表す。
【００２２】図３の説明に先立って、図１を用いて、本
発明における工具移動制御の様子を説明する。ロータリ
ヘッドが加工ブロック内の始点Ｓと終点Ｅとの間で回転
しても、実際の工具先端の移動が、ブロック内の始点Ｓ
及び終点Ｅでの工具先端位置ＨS ，Ｈ E 間を結ぶ直線Ｌ
３に沿って行われるようにするために、工具基準位置Ｇ
の加工ブロック内の移動を、曲線Ｌ４に沿って行うよう
にする。この曲線Ｌ４は、加工ブロック内の始点Ｓ及び
終点Ｅでの工具基準位置であるＧS ，ＧE 間を結ぶ曲線
であり、工具基準位置ＧS に、分配周期毎に算出した工
具基準位置の分配パルスベクトルΔＰを順次加算するこ
とによって得られる。この分配パルスベクトルΔＰの算
出方法を図３に戻って説明する。
発明における工具移動制御の様子を説明する。ロータリ
ヘッドが加工ブロック内の始点Ｓと終点Ｅとの間で回転
しても、実際の工具先端の移動が、ブロック内の始点Ｓ
及び終点Ｅでの工具先端位置ＨS ，Ｈ E 間を結ぶ直線Ｌ
３に沿って行われるようにするために、工具基準位置Ｇ
の加工ブロック内の移動を、曲線Ｌ４に沿って行うよう
にする。この曲線Ｌ４は、加工ブロック内の始点Ｓ及び
終点Ｅでの工具基準位置であるＧS ，ＧE 間を結ぶ曲線
であり、工具基準位置ＧS に、分配周期毎に算出した工
具基準位置の分配パルスベクトルΔＰを順次加算するこ
とによって得られる。この分配パルスベクトルΔＰの算
出方法を図３に戻って説明する。
【００２３】先ず、ステップＳ１の実行の前に、加工ブ
ロックを読み込むことにより下記値を設定する。 工具先端における指令開始位置Ｓ＝（ＳX ，ＳY ，
ＳZ ，ＳB ，ＳC ） 工具先端における指令終了位置Ｅ＝（ＥX ，ＥY ，
ＥZ ，ＥB ，ＥC ） 曲線Ｌ４上の分配周期毎の工具基準位置Ｐ＝（ＰX ，Ｐ
Y ，ＰZ ，Ｂ，Ｃ） 以上の３位置において、カッコ内の第１項〜第３項は
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の座標値を表し、第４項、第５項はＢ，Ｃ
軸の回転位置を表す。以下のベクトルにおいては、各項
は上記と同様の各軸でのベクトル成分を表す。 位置Ｐでの工具基準位置の分配パルスベクトルΔＰ（工
具長補正後に相当）＝（ΔＰX ，ΔＰY ，ΔＰZ ，Δ
Ｂ，ΔＣ） 分配周期毎の指令経路上Ｑでの工具先端位置の分配パル
スベクトルΔＵ＝（ΔＵX ，ΔＵY ，ΔＵZ ，ΔＢ，Δ
Ｃ） 位置Ｑでの工具長補正ベクトルＶ＝（ＶX ，ＶY ，
ＶZ ，０，０） 位置Ｑでの工具長補正ベクトルＶの変化量ΔＶ＝（ΔＶ
X ，ΔＶY ，ΔＶZ ，０，０） 工具長補正ベクトルｆｉ（Ｂ，Ｃ）＝Ｖｉ （ｉ＝Ｘ，
Ｙ，Ｚ） すなわち、 ＶX ＝ｈsin Ｂsin Ｃ ＶY ＝−ｈsin ＢCOS Ｃ ＶZ ＝ｈCOS Ｂ （ｈは工具オフセット量。ＶX ，ＶY ，ＶZ の算出につ
いては特開平３−１０９６０６号に詳述あり。） 指令速度Ｆ 分配周期ΔＴ 以上の値に基づいて以下のステップを実行する。 〔Ｓ１〕位置Ｑでの工具先端位置の分配パルスベクトル
ΔＵを下記のようにして算出する。ΔＵは工具長補正ベ
クトルＶを含まない各軸の工具長分配パルスベクトルに
相当する。
ロックを読み込むことにより下記値を設定する。 工具先端における指令開始位置Ｓ＝（ＳX ，ＳY ，
ＳZ ，ＳB ，ＳC ） 工具先端における指令終了位置Ｅ＝（ＥX ，ＥY ，
ＥZ ，ＥB ，ＥC ） 曲線Ｌ４上の分配周期毎の工具基準位置Ｐ＝（ＰX ，Ｐ
Y ，ＰZ ，Ｂ，Ｃ） 以上の３位置において、カッコ内の第１項〜第３項は
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の座標値を表し、第４項、第５項はＢ，Ｃ
軸の回転位置を表す。以下のベクトルにおいては、各項
は上記と同様の各軸でのベクトル成分を表す。 位置Ｐでの工具基準位置の分配パルスベクトルΔＰ（工
具長補正後に相当）＝（ΔＰX ，ΔＰY ，ΔＰZ ，Δ
Ｂ，ΔＣ） 分配周期毎の指令経路上Ｑでの工具先端位置の分配パル
スベクトルΔＵ＝（ΔＵX ，ΔＵY ，ΔＵZ ，ΔＢ，Δ
Ｃ） 位置Ｑでの工具長補正ベクトルＶ＝（ＶX ，ＶY ，
ＶZ ，０，０） 位置Ｑでの工具長補正ベクトルＶの変化量ΔＶ＝（ΔＶ
X ，ΔＶY ，ΔＶZ ，０，０） 工具長補正ベクトルｆｉ（Ｂ，Ｃ）＝Ｖｉ （ｉ＝Ｘ，
Ｙ，Ｚ） すなわち、 ＶX ＝ｈsin Ｂsin Ｃ ＶY ＝−ｈsin ＢCOS Ｃ ＶZ ＝ｈCOS Ｂ （ｈは工具オフセット量。ＶX ，ＶY ，ＶZ の算出につ
いては特開平３−１０９６０６号に詳述あり。） 指令速度Ｆ 分配周期ΔＴ 以上の値に基づいて以下のステップを実行する。 〔Ｓ１〕位置Ｑでの工具先端位置の分配パルスベクトル
ΔＵを下記のようにして算出する。ΔＵは工具長補正ベ
クトルＶを含まない各軸の工具長分配パルスベクトルに
相当する。
【００２４】まず、加工経路上の工具移動速度が指令速
度Ｆになることから下記式が成り立つ。 ΔＵX 2 ＋ΔＵY 2 ＋ΔＵZ 2 ＝（ＦΔＴ）2 ・・・（１） また、指令経路が直線になる、すなわち、直線補間であ
ることから下記式が成り立つ。 ΔＵX ：ΔＵY ：ΔＵZ ＝（ＥX −ＳX ）：（ＥY −ＳY ）：（ＥZ −ＳZ ） ・・・（２） 上記（１），（２）式より、ΔＵX ，ΔＵY ，ΔＵZを
求める。
度Ｆになることから下記式が成り立つ。 ΔＵX 2 ＋ΔＵY 2 ＋ΔＵZ 2 ＝（ＦΔＴ）2 ・・・（１） また、指令経路が直線になる、すなわち、直線補間であ
ることから下記式が成り立つ。 ΔＵX ：ΔＵY ：ΔＵZ ＝（ＥX −ＳX ）：（ＥY −ＳY ）：（ＥZ −ＳZ ） ・・・（２） 上記（１），（２）式より、ΔＵX ，ΔＵY ，ΔＵZを
求める。
【００２５】〔Ｓ２〕回転軸の分配パルスΔＢ，ΔＣを
次式から求める。 ΔＵi ：ΔＢ：ΔＣ＝（Ｅi −Ｓi ）：（ＥB −ＳB ）：（ＥC −ＳC ） ただし、ｉはＸ，Ｙ，Ｚのうち、｜ＥX −ＳX ｜，｜Ｅ
Y −ＳY ｜，｜ＥZ −Ｓ Z ｜が最大値となるもののサフ
ィックスと同じものを選ぶようにする。〔Ｓ３〕工具長
補正ベクトルＶの変化量ΔＶを、ステップＳ２で求めた
ΔＢ，ΔＣを用い、下記式に基づき算出する。 ΔＶi ＝ｆｉ（Ｂ＋ΔＢ，Ｃ＋ΔＣ）−ｆｉ（Ｂ，Ｃ）（ｉ＝Ｘ，Ｙ，Ｚ） 〔Ｓ４〕ステップＳ１で求めたΔＵおよびステップＳ３
で求めたΔＶを用いて、下記式に基づき、位置Ｐでの工
具基準位置の分配パルスベクトルΔＰを求める。 ΔＰ＝ΔＵ＋ΔＶ 以上の各値の関係は図１に示される。すなわち、位置Ｑ
の次の分配周期Ｔ後の直線Ｌ３上の位置をＱａとする
と、工具先端位置の分配パルスベクトルΔＵは、Ｑ，Ｑ
ａ間の線として表せる。また、工具長補正ベクトルＶ
は、位置Ｑと位置Ｐとを結ぶ線をして表せる。ここで、
Ｑａから工具長補正ベクトルＶに平行かつ同一絶対値の
ベクトルＶを描き、その端点をＰｂとすると、位置Ｐと
端点Ｐｂとを結ぶ線は、工具先端位置の分配パルスベク
トルΔＵと平行かつ同一絶対値のベクトルΔＵとなる。
次式から求める。 ΔＵi ：ΔＢ：ΔＣ＝（Ｅi −Ｓi ）：（ＥB −ＳB ）：（ＥC −ＳC ） ただし、ｉはＸ，Ｙ，Ｚのうち、｜ＥX −ＳX ｜，｜Ｅ
Y −ＳY ｜，｜ＥZ −Ｓ Z ｜が最大値となるもののサフ
ィックスと同じものを選ぶようにする。〔Ｓ３〕工具長
補正ベクトルＶの変化量ΔＶを、ステップＳ２で求めた
ΔＢ，ΔＣを用い、下記式に基づき算出する。 ΔＶi ＝ｆｉ（Ｂ＋ΔＢ，Ｃ＋ΔＣ）−ｆｉ（Ｂ，Ｃ）（ｉ＝Ｘ，Ｙ，Ｚ） 〔Ｓ４〕ステップＳ１で求めたΔＵおよびステップＳ３
で求めたΔＶを用いて、下記式に基づき、位置Ｐでの工
具基準位置の分配パルスベクトルΔＰを求める。 ΔＰ＝ΔＵ＋ΔＶ 以上の各値の関係は図１に示される。すなわち、位置Ｑ
の次の分配周期Ｔ後の直線Ｌ３上の位置をＱａとする
と、工具先端位置の分配パルスベクトルΔＵは、Ｑ，Ｑ
ａ間の線として表せる。また、工具長補正ベクトルＶ
は、位置Ｑと位置Ｐとを結ぶ線をして表せる。ここで、
Ｑａから工具長補正ベクトルＶに平行かつ同一絶対値の
ベクトルＶを描き、その端点をＰｂとすると、位置Ｐと
端点Ｐｂとを結ぶ線は、工具先端位置の分配パルスベク
トルΔＵと平行かつ同一絶対値のベクトルΔＵとなる。
【００２６】一方、分配周期の今回での工具長補正ベク
トルＶをＱ，Ｐ間の線として表すとすると、分配周期の
次回での工具長補正ベクトル（Ｖ＋ΔＶ）がＱａ，Ｐａ
間の線として表すことができる。位置Ｐａは、位置Ｐの
次の分配周期Ｔ後の直線Ｌ４上の位置である。そのた
め、Ｐｂ，Ｐａ間の線が工具長補正ベクトルＶの変化量
ΔＶに相当し、従って、ΔＵとΔＶとの和である、位置
Ｐでの工具基準位置の分配パルスベクトルΔＰは、Ｐ，
Ｐａ間の線に相当することになる。
トルＶをＱ，Ｐ間の線として表すとすると、分配周期の
次回での工具長補正ベクトル（Ｖ＋ΔＶ）がＱａ，Ｐａ
間の線として表すことができる。位置Ｐａは、位置Ｐの
次の分配周期Ｔ後の直線Ｌ４上の位置である。そのた
め、Ｐｂ，Ｐａ間の線が工具長補正ベクトルＶの変化量
ΔＶに相当し、従って、ΔＵとΔＶとの和である、位置
Ｐでの工具基準位置の分配パルスベクトルΔＰは、Ｐ，
Ｐａ間の線に相当することになる。
【００２７】すなわち、工具基準位置の分配パルスベク
トルΔＰは、移動制御対象となる工具基準位置に対する
分配周期毎の分配パルスベクトルであり、ＧS 点を始点
として分配周期毎に分配パルスベクトルΔＰに従って工
具基準位置を移動すると、その軌跡は曲線Ｌ４のように
なる。従って、工具の先端位置は、指令経路通りに直線
Ｌ３に沿って移動することとなる。
トルΔＰは、移動制御対象となる工具基準位置に対する
分配周期毎の分配パルスベクトルであり、ＧS 点を始点
として分配周期毎に分配パルスベクトルΔＰに従って工
具基準位置を移動すると、その軌跡は曲線Ｌ４のように
なる。従って、工具の先端位置は、指令経路通りに直線
Ｌ３に沿って移動することとなる。
【００２８】上記の説明では、ロータリヘッドを制御し
て工具を傾斜させることで説明したが、これ以外にテー
ブルを傾斜させ、相対的に工具をワーク面に対し傾斜さ
せるようにしてもよい。この場合はテーブルを制御する
軸の現在位置から工具長の補正ベクトルや分配パルスベ
クトルΔＰを計算することになる。
て工具を傾斜させることで説明したが、これ以外にテー
ブルを傾斜させ、相対的に工具をワーク面に対し傾斜さ
せるようにしてもよい。この場合はテーブルを制御する
軸の現在位置から工具長の補正ベクトルや分配パルスベ
クトルΔＰを計算することになる。
【００２９】また、工具の傾斜を制御する軸を２軸とし
たが、１軸によって工具の傾斜を制御する場合にも同じ
ように本発明を適用することができる。
たが、１軸によって工具の傾斜を制御する場合にも同じ
ように本発明を適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、ロータ
リヘッドの傾きを制御するための回転軸の角度に応じて
分配周期毎に工具長補正ベクトル（Ｖ）を算出し、算出
された工具長補正ベクトル（Ｖ）に基づき工具長を補正
する。また、工具先端経路である指令経路の分配パルス
ベクトル（ΔＵ）および分配周期毎の工具長補正ベクト
ル（Ｖ）の変化量ベクトル（ΔＶ）を算出し、これらか
ら、工具基準位置の分配パルスベクトル（ΔＰ）を算出
する。このため、ロータリヘッドを備えた工作機械で直
線補間を行った場合に、実際の加工経路を直線とするこ
とができ、加工精度の改善が可能となる。
リヘッドの傾きを制御するための回転軸の角度に応じて
分配周期毎に工具長補正ベクトル（Ｖ）を算出し、算出
された工具長補正ベクトル（Ｖ）に基づき工具長を補正
する。また、工具先端経路である指令経路の分配パルス
ベクトル（ΔＵ）および分配周期毎の工具長補正ベクト
ル（Ｖ）の変化量ベクトル（ΔＶ）を算出し、これらか
ら、工具基準位置の分配パルスベクトル（ΔＰ）を算出
する。このため、ロータリヘッドを備えた工作機械で直
線補間を行った場合に、実際の加工経路を直線とするこ
とができ、加工精度の改善が可能となる。
【図１】本発明における工具基準位置および工具先端位
置の移動の軌跡を示す図である。
置の移動の軌跡を示す図である。
【図２】本発明が適用される５軸制御の数値制御装置
（ＣＮＣ）のハードウェアのブロック図である。
（ＣＮＣ）のハードウェアのブロック図である。
【図３】数値制御装置で実行される工具長補正方式の処
理プログラムのフローチャートである。
理プログラムのフローチャートである。
【図４】工作機械のロータリヘッドの概観図である。
【図５】従来の工具基準位置および工具先端位置の移動
の軌跡を示す図である。
の軌跡を示す図である。
ＧS 加工ブロック内の始点Ｓでの工具基準位置 ＨS 加工ブロック内の始点Ｓでの工具先端位置 ＧE 加工ブロック内の終点Ｅでの工具基準位置 ＨE 加工ブロック内の終点Ｅでの工具先端位置 Ｐ 分配周期毎の工具基準位置 Ｑ 分配周期毎の工具先端位置 Ｌ３ 工具先端位置ＨS ，ＨE 間を結ぶ直線 Ｌ４ 工具基準位置ＧS ，ＧE 間を結ぶ曲線 ΔＰ 工具基準位置の分配パルスベクトル ΔＵ 工具先端経路である指令経路の分配パルスベクト
ル ΔＶ 分配周期毎の工具長補正ベクトル（Ｖ）の変化量
ベクトル
ル ΔＶ 分配周期毎の工具長補正ベクトル（Ｖ）の変化量
ベクトル
Claims (3)
- 【請求項１】 少なくとも１軸の回転軸を持つロータリ
ヘッドを備えた工作機械の工具長補正方式において、 ロータリヘッドの傾きを制御するための回転軸の角度に
応じて分配周期毎に工具長補正ベクトル（Ｖ）を算出
し、 前記算出された工具長補正ベクトル（Ｖ）に基づき工具
長を補正することを特徴とする工作機械の工具長補正方
式。 - 【請求項２】 少なくとも１軸の回転軸を持つロータリ
ヘッドを備えた工作機械の工具長補正方式において、 工具先端経路である指令経路の分配パルスベクトル（Δ
Ｕ）を直線補間によって算出し、 前記回転軸の角度に応じて、分配周期毎の工具長補正ベ
クトル（Ｖ）の変化量ベクトル（ΔＶ）を算出し、 前記算出された分配パルスベクトル（ΔＵ）と前記算出
された変化量ベクトル（ΔＶ）とから、工具長補正がさ
れた後である、工具基準位置の分配パルスベクトル（Δ
Ｐ）を算出することを特徴とする工作機械の工具長補正
方式。 - 【請求項３】 前記工具基準位置の分配パルスベクトル
（ΔＰ）は、前記算出された指令経路の分配パルスベク
トル（ΔＵ）と前記算出された変化量ベクトル（ΔＶ）
との和であることを特徴とする請求項２記載の工作機械
の工具長補正方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26221091A JPH05100723A (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 工作機械の工具長補正方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26221091A JPH05100723A (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 工作機械の工具長補正方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05100723A true JPH05100723A (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=17372610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26221091A Pending JPH05100723A (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 工作機械の工具長補正方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05100723A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7283889B2 (en) | 2003-02-19 | 2007-10-16 | Fanuc Ltd | Numerical control device, and numerical control method |
| JP2012014335A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Fanuc Ltd | 多軸加工機用数値制御装置 |
| JP2016009467A (ja) * | 2014-06-26 | 2016-01-18 | ファナック株式会社 | 工具先端点制御中に生じるバックラッシを抑制することを特徴とする数値制御装置 |
| JP2016066375A (ja) * | 2015-12-21 | 2016-04-28 | ファナック株式会社 | 工具先端点制御中に生じるバックラッシを抑制することを特徴とする数値制御装置 |
| DE112021003993T5 (de) | 2020-07-30 | 2023-05-11 | Fanuc Corporation | Numerische Steuereinrichtung und Steuerungsverfahren |
-
1991
- 1991-10-09 JP JP26221091A patent/JPH05100723A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7283889B2 (en) | 2003-02-19 | 2007-10-16 | Fanuc Ltd | Numerical control device, and numerical control method |
| JP2012014335A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Fanuc Ltd | 多軸加工機用数値制御装置 |
| US8350514B2 (en) | 2010-06-30 | 2013-01-08 | Fanuc Corporation | Numerical controller for multi-axis machine |
| JP2016009467A (ja) * | 2014-06-26 | 2016-01-18 | ファナック株式会社 | 工具先端点制御中に生じるバックラッシを抑制することを特徴とする数値制御装置 |
| US10073432B2 (en) | 2014-06-26 | 2018-09-11 | Fanuc Corporation | Numerical controller having tool tip point control function |
| JP2016066375A (ja) * | 2015-12-21 | 2016-04-28 | ファナック株式会社 | 工具先端点制御中に生じるバックラッシを抑制することを特徴とする数値制御装置 |
| DE112021003993T5 (de) | 2020-07-30 | 2023-05-11 | Fanuc Corporation | Numerische Steuereinrichtung und Steuerungsverfahren |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020806 |