JPH08152909A - Position error correcting system - Google Patents
Position error correcting systemInfo
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- JPH08152909A JPH08152909A JP29416594A JP29416594A JPH08152909A JP H08152909 A JPH08152909 A JP H08152909A JP 29416594 A JP29416594 A JP 29416594A JP 29416594 A JP29416594 A JP 29416594A JP H08152909 A JPH08152909 A JP H08152909A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は工作機械の送り軸の位置
を補正する数値制御装置の位置誤差補正方式に関し、特
に予め記憶された補正量を使用して誤差を補正する位置
誤差補正方式に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position error correction method for a numerical controller for correcting the position of a feed shaft of a machine tool, and more particularly to a position error correction method for correcting an error using a correction amount stored in advance. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】数値制御装置により動作が制御される工
作機械の送り軸は、目標位置と実際に到達する位置との
間に誤差が生じる。この誤差を生じさせる要因には、送
りネジのピッチ誤差、ギヤのピッチ誤差、および直行軸
方向の真直度の誤差等がある。2. Description of the Related Art In a feed axis of a machine tool whose operation is controlled by a numerical control device, an error occurs between a target position and an actually reached position. Factors that cause this error include a feed screw pitch error, a gear pitch error, and a straightness error in the orthogonal axis direction.
【０００３】従来は、このような機械系に起因する誤差
を補正するために、ピッチ誤差補正、補間形ピッチ誤差
補正、または真直度補正等の補正機能を併用して用いて
いた。Conventionally, in order to correct an error caused by such a mechanical system, a correction function such as pitch error correction, interpolation type pitch error correction, or straightness correction has been used together.
【０００４】また、位置誤差は３次元的に変化する。つ
まり、Ｘ軸方向への移動であっても、目標位置での誤差
はＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸のそれぞれの値に依存して変化
する。そこで従来は、３軸方向のピッチ誤差補正を組み
合わせることにより、３次元的な誤差の補正をすること
が考えられていた。この様な例として、本出願人は特開
昭５７−６１９０６号を出願している。Further, the position error changes three-dimensionally. That is, even if the movement is in the X-axis direction, the error at the target position changes depending on the respective values of the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis. Therefore, conventionally, it has been considered that a three-dimensional error correction is performed by combining pitch error corrections in the three-axis directions. As such an example, the present applicant has filed Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-61906.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の補正機
能では複数の補正機能を用いなければならないため、誤
差補正のための制御が複雑になるという問題点があっ
た。However, in the conventional correction function, a plurality of correction functions must be used, so that the control for error correction becomes complicated.
【０００６】また、３次元的な位置誤差を補正するため
に、３軸方向のピッチ誤差補正を組み合わせた機能で補
正を行うと、予め必要なデータ数が膨大となる。これら
のデータを格納するには大容量のメモリが必要であり、
数値制御装置のコストが高くなってしまうという問題点
があった。If correction is performed with a function that combines pitch error corrections in the three-axis directions in order to correct a three-dimensional position error, the number of data required in advance becomes enormous. A large amount of memory is required to store these data,
There is a problem that the cost of the numerical control device becomes high.
【０００７】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、１つの補正機能で、３次元的に位置誤差を補
正できる位置誤差補正方式を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a position error correction method capable of correcting a position error three-dimensionally with one correction function.
【０００８】[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、工作機械の３次元の座標系での送り軸の
移動を制御する数値制御装置の位置誤差補正方式におい
て、座標系を各座標軸方向に一定間隔の格子状領域に分
割し、前記格子状領域の格子点において予め測定された
格子点補正ベクトルを格納する格子点補正ベクトル記憶
手段と、移動指令に応じて前記送り軸の補間パルスを出
力する補間手段と、前記補間パルスを加算して前記軸の
現在位置を認識する現在位置認識手段と、前記現在位置
における現在位置補正ベクトルを前記格子点補正ベクト
ルに基づいて算出する現在位置補正ベクトル算出手段
と、前記現在位置補正ベクトルを、補間前の旧現在位置
における始点位置補正ベクトルと比較し、変化量を補正
パルスとして出力する補正パルス出力手段と、前記補正
パルスを前記補間パルスに加算する加算手段と、を有す
ることを特徴とする位置誤差補正方式が提供される。According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, in a position error correction system of a numerical controller for controlling the movement of a feed axis in a three-dimensional coordinate system of a machine tool, the coordinate system is changed. Lattice point correction vector storage means for dividing a lattice-shaped region at constant intervals in each coordinate axis direction and storing a lattice-point correction vector measured in advance at lattice points of the lattice-shaped region, and the feed axis of the feed shaft according to a movement command. An interpolation means for outputting an interpolation pulse, a current position recognition means for adding the interpolation pulse to recognize the current position of the axis, and a current position correction vector for calculating the current position correction vector at the current position based on the grid point correction vector. The position correction vector calculation means and the current position correction vector are compared with the start point position correction vector at the old current position before interpolation, and the change amount is output as a correction pulse. A correction pulse output unit, the corrected position error correction method characterized in that it comprises pulse adding means for adding said interpolated pulse, is provided.
【０００９】[0009]
【作用】格子点補正ベクトル記憶手段は、座標系を各軸
方向に一定間隔の格子状領域に分割し、格子状領域の角
に設定された格子点において予め測定された格子点補正
ベクトルを格納する。補間手段は、位置指令に応じて送
り軸の補間パルスを出力する。現在位置認識手段は、補
間パルスにより位置指令で指示された現在位置を認識す
る。現在位置補正ベクトル算出手段は、補間周期ごと
に、現在位置における現在位置補正ベクトルを格子点補
正ベクトルに基づいて算出する。補正パルス出力手段
は、現在位置補正ベクトルと補間前の旧現在位置におけ
る始点位置補正ベクトルとを比較し、変化量を補正パル
スに変換し出力する。加算手段は、補正パルスを補間パ
ルスに加算する。The grid point correction vector storage means divides the coordinate system into grid-shaped regions at regular intervals in each axis direction, and stores grid-point correction vectors measured in advance at grid points set at the corners of the grid-shaped region. To do. The interpolation means outputs an interpolation pulse for the feed axis according to the position command. The current position recognizing means recognizes the current position designated by the position command by the interpolation pulse. The current position correction vector calculation means calculates the current position correction vector at the current position for each interpolation cycle based on the grid point correction vector. The correction pulse output means compares the current position correction vector with the start point position correction vector at the old current position before interpolation, converts the change amount into a correction pulse, and outputs the correction pulse. The adding means adds the correction pulse to the interpolation pulse.
【００１０】これにより、３次元空間上の任意の点にお
ける位置誤差を、１つの補間形の機能で補正することが
できる。This makes it possible to correct the position error at an arbitrary point on the three-dimensional space with one interpolation type function.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の概略構成を示すブロック図であ
る。格子点補正ベクトル記憶手段６には、格子点におけ
る格子点補正ベクトルを格納している。格子点は、３次
元座標系を各軸にそって一定間隔に格子状領域に分割
し、格子状領域の境界線の交差する点に設定された点で
ある。格子点補正ベクトルは、各格子点において予め測
定された位置誤差を補正するための３次元ベクトルであ
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the present invention. The grid point correction vector storage unit 6 stores grid point correction vectors at grid points. The grid points are points set at the points where the boundary lines of the grid-like areas intersect each other by dividing the three-dimensional coordinate system into grid-like areas at regular intervals along each axis. The grid point correction vector is a three-dimensional vector for correcting the position error measured in advance at each grid point.
【００１２】そして、加工プログラム１により工作機械
における各種動作が指令される。前処理演算手段２は、
加工プログラム１を解読し各軸の移動指令を出力する。
補間手段３は、各軸の移動指令を補間パルスに変換し出
力する。Then, the machining program 1 commands various operations in the machine tool. The preprocessing calculation means 2 is
Decodes the machining program 1 and outputs a movement command for each axis.
The interpolation means 3 converts the movement command of each axis into an interpolation pulse and outputs it.
【００１３】現在位置認識手段４は、補間パルスを取り
込んで各軸の現在位置を、Ｘ軸座標値４ａ、Ｙ軸座標値
４ｂ、およびＺ軸座標値４ｃに分けて認識する。現在位
置補正ベクトル算出手段５は、格子点補正ベクトルを基
準に、現在位置における現在位置補正ベクトルを算出す
る。これは、補間周期ごとに行う補間形の誤差補正であ
る。補正パルス出力手段７は、補間前の旧現在位置にお
ける始点位置誤差補正ベクトルと現在位置補正ベクトル
とを比較し、変化量を各軸ごとの補正パルスに変換し、
出力する。The current position recognition means 4 takes in the interpolation pulse and recognizes the current position of each axis by dividing it into an X-axis coordinate value 4a, a Y-axis coordinate value 4b, and a Z-axis coordinate value 4c. The current position correction vector calculation means 5 calculates the current position correction vector at the current position based on the grid point correction vector. This is an interpolation-type error correction performed for each interpolation cycle. The correction pulse output means 7 compares the start point position error correction vector at the old current position before interpolation with the current position correction vector, and converts the amount of change into a correction pulse for each axis,
Output.
【００１４】各軸ごとに設けられた加算手段８ａ，８
ｂ，８ｃは、補間手段３から出力された補間パルスに、
補正パルスを加算する。サーボアンプ９ａ，９ｂ，９ｃ
は、入力された補間パルスと補正パルスの量に応じてサ
ーボモータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの回転を制御する。Adder means 8a, 8 provided for each axis
b and 8c are the interpolation pulses output from the interpolation means 3,
Add the correction pulse. Servo amplifiers 9a, 9b, 9c
Controls the rotation of the servomotors 10a, 10b, 10c according to the amounts of the input interpolation pulse and correction pulse.
【００１５】図２は、本発明の一実施例である対話形数
値制御装置の構成を示すブロック図である。プロセッサ
１１はＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムに従
って対話形数値制御装置全体を制御する。ＲＯＭ１２に
はＥＰＲＯＭあるいはＥＥＰＲＯＭが使用される。ＲＡ
Ｍ１３にはＳＲＡＭ等が使用され、各種のデータあるい
は入出力信号が格納される。不揮発性メモリ１４には図
示されていないバッテリによってバックアップされたＣ
ＭＯＳが使用され、電源切断後も保持すべきパラメー
タ、工具補正量、および格子点補正ベクトル等が格納さ
れる。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an interactive numerical control apparatus which is an embodiment of the present invention. The processor 11 controls the entire interactive numerical control device according to the system program stored in the ROM 12. EPROM or EEPROM is used for the ROM 12. RA
SRAM or the like is used for M13, and various data or input / output signals are stored therein. The non-volatile memory 14 has a C backed up by a battery (not shown).
A MOS is used to store parameters, tool correction amounts, grid point correction vectors, etc. that should be retained even after the power is turned off.
【００１６】軸制御回路２１はプロセッサ１１から軸の
移動指令を受けて、軸の指令をサーボアンプ２２に出力
する。サーボアンプ２２はこの移動指令を受けて、工作
機械５０のサーボモータを駆動する。ＰＭＣ（プログラ
マブル・マシン・コントローラ）２３はＮＣプログラム
を実行する際に、Ｔ機能信号（工具選択指令）等を受け
取る。そして、これらの信号をシーケンス・プログラム
で処理して、動作指令として信号を出力し、工作機械５
０を制御する。また、工作機械５０から状態信号を受け
て、シーケンス処理を行なって、プロセッサ１１へ必要
な入力信号を転送する。The axis control circuit 21 receives the axis movement command from the processor 11 and outputs the axis command to the servo amplifier 22. The servo amplifier 22 receives the movement command and drives the servo motor of the machine tool 50. A PMC (Programmable Machine Controller) 23 receives a T function signal (tool selection command) and the like when executing an NC program. Then, these signals are processed by the sequence program, and the signals are output as operation commands, and the machine tool 5
Control 0. Further, it receives a status signal from the machine tool 50, performs a sequence process, and transfers a necessary input signal to the processor 11.
【００１７】なお、上記構成要素はいずれもバス１９に
よって互いに結合されており、このバス１９には、ＮＣ
用のＣＰＵであるプロセッサ１１とは別に、対話用のプ
ロセッサ３１がバス２９によって接続される。All the above-mentioned components are connected to each other by a bus 19, which is connected to the NC.
In addition to the processor 11 which is a CPU for communication, a processor 31 for interaction is connected by a bus 29.
【００１８】プロセッサ３１はバス３９を有し、ＲＯＭ
３２、ＲＡＭ３３、不揮発性メモリ３４、ＶＲＡＭ（ビ
デオＲＡＭ）３５及びグラフィック制御回路３６が接続
される。プロセッサ３１はＲＯＭ３２に格納された対話
処理用のプログラムを実行して、対話形データの入力画
面において、設定可能な作業又はデータ等をメニュー形
式で後述する表示装置４３に表示する。また、こうして
入力されたデータから加工プログラムを作成するととも
に、バックグラウンドアニメーションとして、工具の全
体の動作軌跡等を表示する。ＲＯＭ３２には上記対話処
理用のプログラムの他に、上記対話形データの入力画面
等が格納される。ＲＡＭ３３にはＳＲＡＭ等が使用さ
れ、対話用の各種データ等が格納される。不揮発性メモ
リ３４は図示されていないバッテリによってバックアッ
プされたＣＭＯＳが使用され、電源切断後も保持すべき
プログラムデータ及び加工プログラム等が格納される。
ＶＲＡＭ３５は高速にアクセス可能なＲＡＭであって、
不揮発性メモリ３４にＮＣ文として格納された上記加工
プログラムに基づき工作機械５０の切削シミュレーショ
ンを行う際にアニメーション表示のためのグラフィック
データが格納される。グラフィック制御回路３６はＶＲ
ＡＭ３５に格納されたグラフィックデータを表示用の信
号に変換して出力する。The processor 31 has a bus 39 and a ROM
32, a RAM 33, a non-volatile memory 34, a VRAM (video RAM) 35, and a graphic control circuit 36 are connected. The processor 31 executes the interactive processing program stored in the ROM 32, and displays work or data that can be set in a menu format on the display device 43 described later on the interactive data input screen. In addition, a machining program is created from the data thus input, and the overall motion trajectory of the tool is displayed as a background animation. In the ROM 32, an input screen for the interactive data and the like are stored in addition to the interactive processing program. An SRAM or the like is used as the RAM 33, and various data for dialogue are stored. As the non-volatile memory 34, a CMOS backed up by a battery (not shown) is used, and program data, a machining program and the like to be retained even after the power is turned off are stored.
The VRAM 35 is a RAM that can be accessed at high speed,
Graphic data for displaying an animation is stored when a cutting simulation of the machine tool 50 is performed based on the machining program stored as an NC sentence in the non-volatile memory 34. The graphic control circuit 36 is VR
The graphic data stored in the AM 35 is converted into a signal for display and output.
【００１９】また、オペレータとのヒューマンインタフ
ェースをとるＣＲＴ／ＭＤＩ（Cathod Ray Tube/Manual
Data Input ）パネル４０はバス１９に接続され、グラ
フィック制御回路４１、切換器４２、表示装置４３、キ
ーボード４４及びソフトウェアキー４５が設けられる。In addition, a CRT / MDI (Cathod Ray Tube / Manual) that takes a human interface with an operator is provided.
The Data Input) panel 40 is connected to the bus 19 and is provided with a graphic control circuit 41, a switch 42, a display device 43, a keyboard 44 and a software key 45.
【００２０】グラフィック制御回路４１はプロセッサ１
１等から出力されたディジタル信号を表示用の信号に変
換して出力する。切換器４２はグラフィック制御回路３
６又はグラフィック制御回路４１から出力された表示用
の信号を切り換えて表示装置４３に与える。表示装置４
３にはＣＲＴあるいは液晶表示装置が使用される。キー
ボード４４はシンボリックキー、数値キー等からなり、
必要な図形データ、ＮＣデータをこれらのキーを使用し
て入力する。ソフトウェアキー４５はシステムプログラ
ム等によって機能が変化する指令キーであって、その機
能名称等は表示装置４３の所定の画面位置に表示され
る。The graphic control circuit 41 is the processor 1.
It converts the digital signal output from 1 etc. into a signal for display and outputs it. The switch 42 is the graphic control circuit 3
6 or the display signal output from the graphic control circuit 41 is switched and given to the display device 43. Display device 4
A CRT or a liquid crystal display device is used for 3. The keyboard 44 includes symbolic keys, numerical keys, etc.,
Input the required graphic data and NC data using these keys. The software key 45 is a command key whose function is changed by a system program or the like, and the function name or the like is displayed at a predetermined screen position of the display device 43.
【００２１】なお、バックグラウンドアニメーション表
示のため、プログラムデータが対話用のプロセッサ３１
により表示用データに処理され、グラフィック制御回路
３６で表示信号に変換され、表示装置４３に表示され
る。同様に、対話形式で加工プログラムを作成していく
ときに、形状及び加工条件等がグラフィック制御回路４
１で表示用の信号に変換され、表示装置４３に表示され
る。Since the background animation is displayed, the program data is used by the processor 31 for interaction.
Are processed into display data, converted into display signals by the graphic control circuit 36, and displayed on the display device 43. Similarly, when creating a machining program interactively, the shape, machining conditions, etc. are displayed in the graphic control circuit 4.
The signal is converted into a signal for display at 1 and displayed on the display device 43.
【００２２】さらに、バス１９には入出力インタフェー
ス４６が接続され、ＦＤＤ（フロッピーディスク装
置）、プリンタ、あるいはＰＴＲ（紙テープリーダ）等
の外部機器との間で、ＮＣデータを含むデータの入出力
を制御する。Further, an input / output interface 46 is connected to the bus 19 to input / output data including NC data to / from an external device such as an FDD (floppy disk device), a printer or a PTR (paper tape reader). Control.
【００２３】図３は格子状領域に分割された３次元座標
系を示す図である。３次元座標系は一定間隔の格子状に
分割されている。格子状に分割する境界線の交わる点が
格子点Ｐ0 〜Ｐ26である。なお、この図に図示されてい
るのは座標系の１部分であり、実際には機械移動可能な
領域全体を、このような格子状に分割する。FIG. 3 is a diagram showing a three-dimensional coordinate system divided into lattice areas. The three-dimensional coordinate system is divided into a grid pattern at regular intervals. The points where the boundary lines that divide into a grid form intersect are grid points P 0 to P 26 . It should be noted that what is shown in this figure is only a part of the coordinate system, and in fact, the entire mechanically movable area is divided into such a lattice shape.
【００２４】そして、各格子点における機械系に起因す
る位置誤差を、予め測定しておく。この誤差は、３次元
ベクトルで表される。そこで、位置誤差と絶対値が同じ
で逆向きのベクトルを格子点補正ベクトル（図中、各格
子点上に矢印で示す）とする。このようにして求められ
た格子点補正ベクトルは、不揮発性メモリ１４（図２に
示す）等に格納される。なお、この格子点補正ベクトル
は、アブソリュート値である。Then, the position error due to the mechanical system at each lattice point is measured in advance. This error is represented by a three-dimensional vector. Therefore, a vector having the same absolute value as the position error and the opposite direction is used as a grid point correction vector (indicated by an arrow on each grid point in the figure). The grid point correction vector thus obtained is stored in the non-volatile memory 14 (shown in FIG. 2) or the like. The grid point correction vector is an absolute value.
【００２５】なお、格子状に分割する際に、あまり細か
く分割すると格子点補正ベクトルのデータ量が多くな
り、必要とするメモリの記憶容量が大きくなってしま
う。従って、なるべく正しい補正量を算出でき、しかも
データ量を少なく抑えることができる格子点の数は、一
軸につき１０箇所程度である。When dividing into a grid shape, if the division is too fine, the data amount of the grid point correction vector increases and the required memory storage capacity increases. Therefore, the number of grid points for which the correct correction amount can be calculated and the data amount can be suppressed to a minimum is about 10 points on each axis.
【００２６】ここで、任意の機械位置における補正ベク
トルの算出方法について説明する。これは、図１に示す
現在位置補正ベクトル算出手段５が行う機能である。図
４は補正ベクトルを算出すべき機械位置を含む格子状領
域を示す図である。この例では、補正ベクトルを算出す
べき機械位置が点Ｐ（ＰX ，ＰY ，ＰZ ）が、格子点Ｐ
0 、Ｐ1 、Ｐ3 、Ｐ4 、Ｐ9 、Ｐ10、Ｐ12、Ｐ13に囲ま
れた領域にある。Ｘ軸の格子間隔はＬX 、Ｙ軸の格子間
隔はＬY 、Ｚ軸の格子間隔はＬZ である。また、各格子
点Ｐ0 、Ｐ1 、Ｐ4 、Ｐ3 、Ｐ9 、Ｐ10、Ｐ13、Ｐ12に
は、それぞれ格子点補正ベクトルＶ１（Ｖ１X ，Ｖ
１Y ，Ｖ１Z ）〜Ｖ８（Ｖ８X ，Ｖ８Y ，Ｖ８Z ）が設
定されている。以後この領域を、格子点位置において各
格子点に対応する格子点ベクトルが与えられた、線形性
を有するベクトル場と想定する。Here, a method of calculating a correction vector at an arbitrary machine position will be described. This is a function performed by the current position correction vector calculation means 5 shown in FIG. FIG. 4 is a diagram showing a grid-shaped region including machine positions for which correction vectors are to be calculated. In this example, the machine position at which the correction vector is to be calculated is the point P (P X , P Y , P Z ) at the grid point P.
It is located in a region surrounded by 0 , P 1 , P 3 , P 4 , P 9 , P 10 , P 12 , and P 13 . The X-axis lattice spacing is L X , the Y-axis lattice spacing is L Y , and the Z-axis lattice spacing is L Z. Further, the grid point correction vectors V1 (V1 X , V are respectively assigned to the grid points P 0 , P 1 , P 4 , P 3 , P 9 , P 10 , P 13 , P 12 respectively.
1 Y , V1 Z ) to V8 (V8 X , V8 Y , V8 Z ) are set. Hereinafter, this region is assumed to be a vector field having linearity, in which lattice point vectors corresponding to the respective lattice points are given at the lattice point positions.
【００２７】点Ｐを含む領域が求められると、格子点Ｐ
0 （Ｐ0X，Ｐ0Y，Ｐ0Z）を基準点として定める。次に、
点Ｐでの補正ベクトルを求めるために、まず格子内の位
置を〔０，１〕に正規化する。Ｘ軸の格子間隔をＬｘ，
Ｙ軸の格子間隔をＬｙ，Ｚ軸の格子間隔をＬｚとした場
合の正規化した点Ｐの座標値（ｘ，ｙ，ｚ）を下式で定
める。When the area including the point P is obtained, the grid point P
0 (P 0X , P 0Y , P 0Z ) is set as a reference point. next,
In order to obtain the correction vector at the point P, the position in the grid is first normalized to [0,1]. The lattice spacing of the X axis is Lx,
The normalized coordinate value (x, y, z) of the point P when the Y-axis lattice spacing is Ly and the Z-axis lattice spacing is Lz is determined by the following equation.
【００２８】[0028]
【数１】 ｘ＝（Ｐx −Ｐ0x）／ＬX ・・・・・ （１）[Number 1] x = (P x -P 0x) / L X ····· (1)
【００２９】[0029]
【数２】 ｙ＝（Ｐy −Ｐ0y）／Ｌy ・・・・・ （２）[Number 2] y = (P y -P 0y) / L y ····· (2)
【００３０】[0030]
【数３】 ｚ＝（Ｐz −Ｐ0z）／Ｌz ・・・・・ （３） この座標値（ｘ，ｙ，ｚ）をもとに、点Ｐでの補正ベク
トルＶ（ＶX ，ＶY ，ＶZ ）を下式で算出する。Z = (P z −P 0z ) / L z (3) Based on this coordinate value (x, y, z), the correction vector V (V X , V Y , V Z ) is calculated by the following formula.
【００３１】[0031]
【数４】 Ｖi ＝Ｖ１i ・（１−ｘ）（１−ｙ）（１−ｚ） ＋Ｖ２i ・ｘ（１−ｙ）（１−ｚ） ＋Ｖ３i ・ｘｙ（１−ｚ） ＋Ｖ４i ・（１−ｘ）ｙ（１−ｚ） ＋Ｖ５i ・（１−ｘ）（１−ｙ）ｚ ＋Ｖ６i ・ｘ（１−ｙ）ｚ ＋Ｖ７i ・ｘｙｚ ＋Ｖ８i ・（１−ｘ）ｙｚ （ｉ＝ｘ，ｙ，ｚ） ・・・・（４） このようにして、座標系上の任意の点における補正ベク
トルが算出できる。つまり、現在位置補正ベクトル算出
手段５（図１に示す）は、上記の計算式を用いて、補間
周期ごとに現在位置における現在位置補正ベクトルを算
出できる。V i = V1 i · (1-x) (1-y) (1-z) + V2 i · x (1-y) (1-z) + V3 i · xy (1-z) + V4 i · (1-x) y ( 1-z) + V5 i · (1-x) (1-y) z + V6 i · x (1-y) z + V7 i · xyz + V8 i · (1-x) yz ( i = x, y, z) (4) In this way, the correction vector at any point on the coordinate system can be calculated. That is, the current position correction vector calculation means 5 (shown in FIG. 1) can calculate the current position correction vector at the current position for each interpolation cycle by using the above calculation formula.
【００３２】ところで、算出される現在位置補正ベクト
ルは、格子点補正ベクトルと同様にアブソリュート値で
ある。しかし、補間パルスに加算するにはインクリメン
タル値に変換しなければならない。そこで、現在位置補
正ベクトルの、補間前の旧現在位置における始点補正ベ
クトルからの変化量を計算する。始点補正ベクトルは、
前回の補間の際に、現在位置補正ベクトルとして既に求
められている。補間前の位置における始点補正ベクトル
をＵ（ＵX ，ＵY ，ＵZ ）とすると、加算すべき補正ベ
クトルＣ（ＣX ，ＣY ，ＣZ ）は、The calculated current position correction vector is an absolute value like the grid point correction vector. However, in order to add to the interpolation pulse, it has to be converted into an incremental value. Therefore, the amount of change of the current position correction vector from the start point correction vector at the old current position before interpolation is calculated. The starting point correction vector is
It has already been obtained as the current position correction vector at the time of the previous interpolation. If the starting point correction vector at the position before interpolation is U (U X , U Y , U Z ), the correction vector C (C X , C Y , C Z ) to be added is
【００３３】[0033]
【数５】Ｃ＝Ｖ−Ｕ ・・・・（５） で求められる。この補正ベクトルＣの値を、補正パルス
に変換し補間パルスに加算する。サーボアンプは、補正
パルスが加えられた補間パルスに従って各軸の移動を制
御する。これにより、現在位置における機械系に起因す
る誤差が修正される。[Equation 5] C = V−U ... (5) The value of the correction vector C is converted into a correction pulse and added to the interpolation pulse. The servo amplifier controls the movement of each axis according to the interpolation pulse to which the correction pulse is added. This corrects the error caused by the mechanical system at the current position.
【００３４】図５は補正パルスの算出手順を示すフロー
チャートである。このフローチャートは、現在位置が確
定した時点で開始される。 〔Ｓ１〕現在位置を含む領域を求め、格子点の１つを基
準点とする。 〔Ｓ２〕格子点位置補正ベクトルを基準として、現在位
置補正ベクトルＶを算出する。 〔Ｓ３〕現在位置補正ベクトルＶの始点補正ベクトルＵ
からの変化量を計算し、補正ベクトルＣを算出する。 〔Ｓ４〕補正ベクトルＣを補正パルスに変換し出力す
る。FIG. 5 is a flowchart showing the procedure for calculating the correction pulse. This flow chart starts when the current position is determined. [S1] An area including the current position is obtained, and one of the grid points is used as a reference point. [S2] The current position correction vector V is calculated based on the grid point position correction vector. [S3] Start point correction vector U of the current position correction vector V
The amount of change from is calculated, and the correction vector C is calculated. [S4] The correction vector C is converted into a correction pulse and output.
【００３５】このように、補間パルスが出力されるごと
に、現在位置における３次元の補正ベクトルを求め補正
パルスとして加算するため、機械系に起因する３次元空
間上の位置誤差を、１つの補間形の誤差補正機能で補正
することができる。しかも、予め３次元空間上の何点か
で誤差の測定を行い、その測定結果から任意の位置にお
ける誤差を算出するため、位置誤差を生じさせている要
因が何であるかを考慮に入れる必要がない。しかも、予
め測定しておくべき格子点補正ベクトルは少なくて済む
ため、メモリ容量が小さくてすみ、数値制御装置を安価
にすることができる。As described above, every time an interpolation pulse is output, a three-dimensional correction vector at the current position is obtained and added as a correction pulse. Therefore, the position error in the three-dimensional space due to the mechanical system is interpolated by one interpolation. It can be corrected by the shape error correction function. Moreover, since the error is measured at some points in the three-dimensional space in advance and the error at an arbitrary position is calculated from the measurement result, it is necessary to consider what is the factor causing the position error. Absent. Moreover, since the number of grid point correction vectors to be measured in advance is small, the memory capacity can be small and the numerical control device can be inexpensive.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上説明したように本発明では、補間パ
ルスが出力されるごとに、現在位置における３次元の全
ての座標値を基準として補正ベクトルを算出し、補正パ
ルスとして加算するようにしたため、機械系の様々な要
因に起因する３次元的な位置誤差を、１つの誤差補正機
能で補正することができる。As described above, in the present invention, every time an interpolation pulse is output, a correction vector is calculated with reference to all three-dimensional coordinate values at the current position, and added as a correction pulse. A three-dimensional position error caused by various factors of the mechanical system can be corrected by one error correction function.
【図１】本発明の概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the present invention.
【図２】本発明の一実施例である対話形数値制御装置の
構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an interactive numerical control device that is an embodiment of the present invention.
【図３】格子状領域に分割された３次元座標系を示す図
である。FIG. 3 is a diagram showing a three-dimensional coordinate system divided into lattice areas.
【図４】補正ベクトルを算出すべき機械位置を含む格子
状領域を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a grid-shaped region including a machine position for which a correction vector is to be calculated.
【図５】補正パルスの算出手順を示すフローチャートで
ある。FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for calculating a correction pulse.
１ 加工プログラム ２ 前処理演算手段 ３ 補間手段 ４ 現在位置認識手段 ５ 現在位置補正ベクトル算出手段 ６ 格子点補正ベクトル記憶手段 ７ 補正パルス出力手段 ８ａ，８ｂ，８ｃ 加算手段 ９ａ，９ｂ，９ｃ サーボアンプ １０ａ，１０ｂ，１０ｃ サーボモータ 1 Machining program 2 Pre-processing calculation means 3 Interpolation means 4 Current position recognition means 5 Current position correction vector calculation means 6 Lattice point correction vector storage means 7 Correction pulse output means 8a, 8b, 8c Addition means 9a, 9b, 9c Servo amplifier 10a , 10b, 10c Servo motor
Claims (3)
移動を制御する数値制御装置の位置誤差補正方式におい
て、 座標系を各座標軸方向に一定間隔の格子状領域に分割
し、前記格子状領域の格子点において予め測定された格
子点補正ベクトルを格納する格子点補正ベクトル記憶手
段と、 移動指令に応じて前記送り軸の補間パルスを出力する補
間手段と、 前記補間パルスを加算して前記軸の現在位置を認識する
現在位置認識手段と、 前記現在位置における現在位置補正ベクトルを前記格子
点補正ベクトルに基づいて算出する現在位置補正ベクト
ル算出手段と、 前記現在位置補正ベクトルを、補間前の旧現在位置にお
ける始点位置補正ベクトルと比較し、変化量を補正パル
スとして出力する補正パルス出力手段と、 前記補正パルスを前記補間パルスに加算する加算手段
と、 を有することを特徴とする位置誤差補正方式。1. A position error correction method of a numerical control device for controlling movement of a feed axis in a three-dimensional coordinate system of a machine tool, wherein the coordinate system is divided into lattice-shaped regions at regular intervals in each coordinate axis direction, Lattice point correction vector storage means for storing the lattice point correction vector measured in advance at the lattice points of the lattice area, interpolation means for outputting the interpolation pulse of the feed axis in response to a movement command, and the interpolation pulse for addition A current position recognition means for recognizing the current position of the axis, a current position correction vector calculation means for calculating a current position correction vector at the current position based on the grid point correction vector, and an interpolation of the current position correction vector. Correction pulse output means for comparing with the start position correction vector at the previous old current position and outputting the amount of change as a correction pulse; A position error correction method comprising: an addition unit that adds to a pulse.
格子点において前記格子点補正ベクトルが与えられ、線
形性を有するベクトル場を想定し、前記ベクトル場にお
ける前記現在位置のベクトル量を現在位置補正ベクトル
として算出することを特徴とする請求項１記載の位置誤
差補正方式。2. The current position correction vector calculation means assumes a vector field having linearity given the grid point correction vector at the grid point, and corrects the vector amount of the current position in the vector field to the current position. The position error correction method according to claim 1, wherein the position error correction method is calculated as a vector.
ッテリでバックアップされた不揮発性メモリであること
を特徴とする請求項１記載の位置誤差補正方式。3. The position error correction method according to claim 1, wherein the lattice point correction vector storage means is a non-volatile memory backed up by a battery.
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