JPH11114771A - Method for correcting outline shape by nc system - Google Patents
Method for correcting outline shape by nc systemInfo
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- JPH11114771A JPH11114771A JP28352997A JP28352997A JPH11114771A JP H11114771 A JPH11114771 A JP H11114771A JP 28352997 A JP28352997 A JP 28352997A JP 28352997 A JP28352997 A JP 28352997A JP H11114771 A JPH11114771 A JP H11114771A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＣ装置によるコ
ンタリング加工精度を、より向上させるための方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for further improving contouring accuracy by an NC device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、切削加工による円柱形状や穴
形状を得る場合においては、部品単価を低く抑えつつ高
い寸法精度を得るために、円柱形状は旋盤により、穴形
状は所望の穴径と同一径をなすドリル、リーマ等により
形成することが一般的であった。しかしながら、異なる
径の穴を複数有する部品を製造する場合には、穴の種類
と同数の加工機を並べ、各加工機に各々異なる径のドリ
ル等を装着して用いる必要がある。このため、従来の手
法はツール（工具）コスト、加工機の設置コスト共に高
くかつ汎用性に乏しいものであり、部品を長期に渡って
大量に生産する場合には適するが、少量かつ短期間で生
産が終了する部品の場合には設備の償却をすることがで
きず、部品単価の上昇を招くこととなった。また、ＮＣ
工作機械を使用して加工を行う場合には、汎用性の問題
は解決することができるが、複数の種類のツールを装備
する必要があり、かつ、ツールの交換に要する時間が稼
動効率を低下させることから、やはり部品単価の上昇を
招くことになった。2. Description of the Related Art Conventionally, when obtaining a cylindrical shape or a hole shape by cutting, in order to obtain a high dimensional accuracy while keeping the unit cost low, the cylindrical shape is formed by a lathe and the hole shape is adjusted to a desired hole diameter. It is common to form them with a drill, reamer or the like having the same diameter. However, when manufacturing a component having a plurality of holes of different diameters, it is necessary to arrange processing machines of the same number as the types of holes, and to use drills of different diameters mounted on the respective processing machines. For this reason, the conventional method is expensive in both tool (tool) cost and installation cost of the processing machine, and is poor in versatility. It is suitable for mass production of parts over a long period of time. In the case of parts whose production has ended, the equipment cannot be amortized, resulting in an increase in the unit price of parts. Also, NC
When using a machine tool for machining, the problem of versatility can be solved, but it is necessary to equip multiple types of tools, and the time required for tool replacement reduces operating efficiency This also led to a rise in the unit price of parts.
【０００３】近年では、少量かつ短期間で生産が終了す
る部品の要求が高まり、これに対応するため加工設備に
汎用性を持たせることが一つの課題となっている。そこ
で、ＮＣ装置によってエンドミルを駆動し、かつ、該エ
ンドミルよりも大径の円弧軌跡を描くことにより所望の
円柱形状や穴形状を得る、いわゆるコンタリング加工法
（輪郭加工法）が用いられるようになった。この構成に
よれば、ツールの種類を増やすことなく、プログラムの
変更のみでさまざまな部品形状を形成することが可能と
なる。[0003] In recent years, there has been an increasing demand for parts whose production is completed in a small amount and in a short period of time. Therefore, a so-called contouring method (contouring method) is used in which an end mill is driven by an NC device and a desired cylindrical shape or hole shape is obtained by drawing an arc trajectory having a diameter larger than that of the end mill. became. According to this configuration, various component shapes can be formed only by changing the program without increasing the types of tools.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記コ
ンタリング加工法は、下記の如き課題を包含するもので
あった。図４（ａ）には、コンタリング加工により所望
の径の穴を得る際の、ツールを駆動する主軸の移動軌跡
を例示している。まず、ツールを駆動する主軸は、図示
しない作動原点からワークの被切削面に未接触のスター
ト位置(i) へと移動する。図示の例では、主軸の公転動
作の中心点にスタート位置(i) を置いている。次に、主
軸はワークの被切削面にツールが接触するアプローチス
タート位置(ii)へ移動し、さらに、公転しつつ所望の削
り代を切削しうるように公転半径を拡大して、切込位置
(iii) に至る。そして、主軸を移動させるスライドの
Ｘ，Ｙ軸アクチュエータを制御し、切込位置(iii) にお
ける公転半径を保つようにして、輪郭公転動作を行う。
そして、主軸は再び切込位置(iii) へと戻る。続いて、
切込位置(iii) がツール抜け位置(iv)となり、主軸は公
転しつつ設定した削り代分だけ公転半径を縮小し、アプ
ローチエンド位置(v) へと至る。ここでコンタリング加
工のための主軸の移動が終了し、ツールは作動原点へと
戻る。However, the contouring method has the following problems. FIG. 4A exemplifies a movement trajectory of a main shaft for driving a tool when a hole having a desired diameter is obtained by contouring. First, the spindle for driving the tool moves from an operating origin (not shown) to a start position (i) where the tool does not contact the surface to be cut. In the illustrated example, the start position (i) is located at the center point of the revolution of the main shaft. Next, the spindle moves to the approach start position (ii) where the tool comes into contact with the surface to be cut of the work, and further, the orbital radius is enlarged so that a desired cutting allowance can be cut while revolving, and the cutting position is set.
(iii). Then, the X and Y axis actuators of the slide for moving the main shaft are controlled, and the contour revolving operation is performed while maintaining the revolving radius at the cutting position (iii).
Then, the spindle returns to the cutting position (iii) again. continue,
The cutting position (iii) becomes the tool removal position (iv), and the spindle revolves while reducing the orbital radius by the set cutting allowance to reach the approach end position (v). At this point, the movement of the spindle for contouring is completed, and the tool returns to the operation origin.
【０００５】ところが、上記主軸の移動軌跡に基づいて
加工がなされた被加工面を測定すると、ツール抜け位置
(iv)において、図４（ｂ）に示すような突起現象が生じ
てしまう。この突起現象は、次のような原因によって発
生する。すなわち、切削時には、ツールと被切削面との
間の切削抵抗により、ツールまたはワークに歪みが生じ
る。この歪みは、切り込み方向と逆方向にツールまたは
ワークが逃げる傾向を示すので、加工される円の径は所
望の値よりも小さくなる。ところが、ツールが切込位置
(iii) へと近づくと、切込位置(iii) の近傍ではすでに
削り代が除去されていることから、それまで生じていた
切削抵抗が減少する。よって、ツールまたはワークの歪
みが解消され、切込位置(iii) の近傍は、本来切削すべ
き穴径により近い状態に切削されることとなる。However, when a surface to be machined is measured based on the trajectory of the spindle, the position at which the tool is removed is determined.
In (iv), a projection phenomenon as shown in FIG. 4B occurs. This projection phenomenon occurs for the following reasons. That is, at the time of cutting, distortion occurs in the tool or the work due to the cutting resistance between the tool and the surface to be cut. Since this distortion tends to allow the tool or the work to escape in the direction opposite to the cutting direction, the diameter of the circle to be processed becomes smaller than a desired value. However, the tool is at the cutting position
When approaching (iii), since the cutting allowance has already been removed in the vicinity of the cutting position (iii), the cutting force generated up to that point decreases. Therefore, the distortion of the tool or the work is eliminated, and the vicinity of the cutting position (iii) is cut closer to the hole diameter to be cut.
【０００６】従来は、この突起現象の発生による真円度
の悪化を防止するため、例えば、ツール１を図５に示す
ようなヘリカル動作で駆動したり、同一の公転半径で複
数周回させたり（いわゆる「スパークアウト」を行
う）、また、１周回分の送り量を減少させその代わりに
複数周回に分けて切削を行う等により切削抵抗を低減
し、ツールまたはワークの歪みを低減する等の措置を施
していた。Conventionally, in order to prevent the roundness from deteriorating due to the occurrence of the projection phenomenon, for example, the tool 1 is driven by a helical operation as shown in FIG. (So-called "spark-out"), and measures such as reducing the cutting resistance by reducing the feed amount for one round, and instead performing cutting in multiple rounds, etc., and reducing the distortion of the tool or workpiece. Was given.
【０００７】これらの手法によれば、加工される穴の真
円度を高め、かつ、加工指令値により近い径の円を得る
ことができる。しかしながら、上記手法はいずれもツー
ルを複数回公転させる必要があり、加工に要する時間が
おのずと長くなるという欠点があった。元々、コンタリ
ング加工法は、所望の穴径と同一径のドリル、リーマ等
を用いて加工を行う従来の手法よりも所要時間が長くな
る（ドリル、リーマは、軸方向に１往復することで加工
が終了するのに対し、コンタリング加工は軸方向の動作
に加え公転動作が必要となるため）傾向がある。したが
って、コンタリング加工の加工時間の短縮は、必須不可
欠なものであった。According to these techniques, it is possible to increase the roundness of a hole to be machined and obtain a circle having a diameter closer to the machining command value. However, each of the above methods has a disadvantage that the tool needs to revolve a plurality of times, and the time required for processing naturally increases. Originally, the contouring method requires a longer time than the conventional method of performing processing using a drill, a reamer or the like having the same diameter as a desired hole diameter. (The drill and the reamer make one reciprocation in the axial direction. While machining ends, contouring tends to require a revolving motion in addition to the axial motion). Therefore, the reduction of the processing time of the contouring processing was indispensable.
【０００８】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、コンタリング加工にお
いて、加工精度（特に真円度）を損なうことなく加工時
間の短縮を図り、コンタリング加工法の適用の機会を増
やすことにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce the processing time in contouring processing without impairing processing accuracy (particularly roundness). The purpose is to increase the opportunities for applying the processing method.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の、本発明に係るＮＣ装置による輪郭形状の補正方法
は、所望の輪郭形状に係る加工指令に基づきＮＣ装置を
駆動して加工を行う際に、ツール抜け位置における輪郭
の突起現象を考慮してこれを補正する指令を求め、該補
正指令に沿って主軸の移動制御を行うことを特徴とす
る。この構成により、前記突起現象を抑え、主軸の１回
転の輪郭公転動作で、所望の形状を得る。According to the present invention, there is provided a method of correcting a contour shape by an NC device according to the present invention, wherein the NC device is driven based on a machining command for a desired contour shape to perform machining. In this case, a command for correcting the contour projection phenomenon at the tool removal position is taken into account, and a spindle movement control is performed in accordance with the correction command. With this configuration, the projection phenomenon is suppressed, and a desired shape is obtained by the contour revolving operation of one revolution of the main shaft.
【００１０】ところで、前記突起現象はツールおよびワ
ークの条件が相互に影響して発生するものを対象として
いる。すなわち、ＮＣ装置、ツールまたはワーク単体の
精度の向上のみでは抑えることができなかった加工形状
の不良原因に着目し、これを解消することによって、不
良の発生を効果的に抑える。By the way, the above-mentioned projection phenomenon is intended to be caused by the mutual influence of tool and work conditions. That is, attention is paid to the cause of the defect in the machined shape, which cannot be suppressed only by improving the accuracy of the NC device, the tool, or the work piece alone, and the occurrence of the defect is effectively suppressed by eliminating the cause.
【００１１】また、上記課題を解決するための、本発明
に係るＮＣ装置による輪郭形状の補正方法は、所望の輪
郭形状に係る加工指令に基づきＮＣ装置を駆動して加工
を行う際に、ツール〜ワーク間の切削抵抗と、ツール〜
ワーク間の剛性とを数値化して用いることを特徴とす
る。According to another aspect of the present invention, there is provided a method for correcting a contour shape by an NC apparatus according to the present invention. ~ Cutting force between workpieces and tools ~
It is characterized in that the stiffness between works is quantified and used.
【００１２】前述のごとく、前記突起現象はツール〜ワ
ーク間の切削抵抗と、該切削抵抗に起因するツールまた
はワークの変形により生ずるものである。したがって、
前記突起現象を抑えるためには、ツール〜ワーク間の切
削抵抗と、ツール〜ワーク間の剛性（ツールおよびワー
クの剛性が異なれば、互いの歪み量も異なってくる。し
たがって、前記突起現象の発生原因を考慮すると、前記
突起現象を解消するためには、ツールおよびワークの関
係において決まる相互間の剛性について着目する必要が
ある。この剛性を本説明では「ツール〜ワーク間剛性」
という）を数値化し、これらの値に基づいて、前記突起
現象を解消するための主軸の移動制御を行う。As described above, the projection phenomenon is caused by the cutting resistance between the tool and the work and the deformation of the tool or the work caused by the cutting resistance. Therefore,
In order to suppress the protrusion phenomenon, the cutting resistance between the tool and the work and the rigidity between the tool and the work (if the rigidity of the tool and the work are different, the amount of distortion is different. Therefore, the occurrence of the protrusion phenomenon is generated. In consideration of the cause, in order to eliminate the protrusion phenomenon, it is necessary to pay attention to the mutual rigidity determined by the relationship between the tool and the work.
) Are converted into numerical values, and based on these values, movement control of the main shaft for eliminating the projection phenomenon is performed.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、従来例と同一部分若
しくは相当する部分については同一符号で示し、詳しい
説明を省略する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Here, the same or corresponding portions as in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【００１４】まず、ツール抜け位置における輪郭の突起
現象の発生原因についてを、図３を参照しながらさらに
説明する。なお、図３はコンタリング加工の加工の進行
の様子を順を追って示したものである。また、図中に示
された点線Ｌ1 は、ツール１を駆動する主軸の加工指令
に基づく軌跡である。また、実線Ｌ2 は、実際にツール
１により切削される形状を示している。さらに、円Ｃ1
はワークの下穴径を、円Ｃ2 は所望の加工穴径を示して
いる。First, the cause of the occurrence of the contour projection phenomenon at the tool removal position will be further described with reference to FIG. FIG. 3 shows the progress of the contouring process in order. The dotted line L 1 shown in the figure, a trajectory based on the machining command of the spindle for driving the tool 1. The solid line L 2 indicates the shape to be cut actually the tool 1. Furthermore, the circle C 1
The pilot holes diameter of the workpiece, the circle C 2 represents the desired processing hole diameter.
【００１５】図３（ａ）には、ワークの被切削面にツー
ルが接触するアプローチスタート位置(ii)から、主軸が
公転しつつ所望の削り代を切削しうるように公転半径を
拡大し、切込位置(iii) へと至るまでの様子を示してい
る。この間に、主軸は所望の加工穴径Ｃ2 まで公転半径
を広げるべく移動する。ところが、ツール１と被切削面
との間に生じる切削抵抗により、ツール１またはワーク
には歪みが発生する。この歪みは、切り込み方向と逆方
向にツールまたはワークが逃げる傾向を示すことから、
主軸の軌跡Ｌ1 に対し実際に切削される形状Ｌ2 は、小
さな半径を描くことになる。このときのツールの公転半
径を円Ｃ3 で示す。FIG. 3 (a) shows that, from the approach start position (ii) where the tool comes into contact with the surface to be cut of the workpiece, the orbital radius is enlarged so that the spindle can revolve to a desired cutting margin while revolving. It shows a state up to a cutting position (iii). During this time, the main shaft is moved to extend the radius of revolution to the desired machining diameter C 2. However, distortion occurs in the tool 1 or the work due to the cutting resistance generated between the tool 1 and the surface to be cut. This distortion shows the tendency of the tool or workpiece to escape in the direction opposite to the cutting direction,
Shape L 2 that is actually cut to the locus L 1 of the main shaft will draw a small radius. Shows the revolution radius of the tool at this time in the circle C 3.
【００１６】図３（ｂ）から図３（ｃ）に至るまでの
間、実際のツール軌跡は主軸の軌跡Ｌ 1 に対して小さな
公転半径Ｃ3 を描き、実際の取代は一定である。ところ
が、図３（ｄ）に示すように、主軸が切込位置(iii) へ
と近づくと、ツール１はすでに削り代がある程度除去さ
れている部分へと差し掛かることになる。よって、それ
まで生じていた切削抵抗が減少し、ツールまたはワーク
の歪みは減少する。このため、実際に切削される形状Ｌ
2 は、切込位置(iii) の近傍のみ所望の加工穴径Ｃ2 に
より近づく。このように、図３（ｃ）から図３（ｄ）に
至るまでの間に、実際の取代に変化が生ずる。3 (b) to FIG. 3 (c).
The actual tool path is the main axis path L 1 Small against
Revolution radius CThree And the actual allowance is constant. Place
However, as shown in FIG. 3 (d), the spindle moves to the cutting position (iii).
Tool 1 has already been removed to some extent
It will reach the part where it is. So it
The cutting force that has occurred up to
Is reduced. Therefore, the actual cut shape L
Two Is the desired hole diameter C only in the vicinity of the cutting position (iii).Two To
Get closer. Thus, from FIG. 3 (c) to FIG. 3 (d)
In the meantime, the actual allowance will change.
【００１７】さらに、主軸が切込位置(iii) まで公転し
た後、切込位置(iii) が今度はツール抜け位置(iv)とな
って、ツール１がワークから離間する動作を開始する。
そして、主軸は公転しつつ設定した削り代分だけ主軸の
公転半径を縮小し、アプローチエンド位置(v) へと至
る。この際、ツール１と被切削面との間に生じる切削抵
抗はさらに減少し、図３（ｅ）に示すように、実際のツ
ール軌跡Ｌ2 と主軸の軌跡Ｌ1 とがほぼ一致する動きと
なる。図３（ｆ）には、前記図３（ａ）〜（ｅ）に示す
コンタリング加工によって得られた加工穴の形状を示し
ている。図示のごとく、ツール抜け位置の突起現象Ｐが
発生していることがわかる。Further, after the spindle has revolved to the cutting position (iii), the cutting position (iii) becomes the tool removal position (iv), and the operation of separating the tool 1 from the workpiece is started.
Then, the spindle is reduced in revolution by the set cutting allowance while revolving, and reaches the approach end position (v). In this case, the cutting resistance is reduced further caused between the tool 1 to be cut surface, as shown in FIG. 3 (e), the movement actually the locus L 1 of the tool locus L 2 and the main shaft substantially coincide Become. FIG. 3 (f) shows the shape of the machined hole obtained by the contouring shown in FIGS. 3 (a) to 3 (e). As shown in the figure, it can be seen that the projection phenomenon P at the tool removal position has occurred.
【００１８】以上のごとく、ツール抜け位置の突起現象
Ｐは、ツール〜ワーク間の切削抵抗の変化により、ツー
ルまたはワーク（若しくは双方）の歪み量に変化が生ず
ることに起因するものである。そこで、コンタリング加
工工程のうち突起現象Ｐが生ずる領域において、ツール
〜ワーク間の切削抵抗と、ツール〜ワーク間剛性を数値
化し、これらの値に基づいて前記突起現象を補正するよ
うに主軸の移動制御を行えば、突起現象の発生を防止す
ることができる。As described above, the projection phenomenon P at the position where the tool comes off is caused by a change in the amount of distortion of the tool or the work (or both) due to a change in the cutting resistance between the tool and the work. Therefore, in a region where the projection phenomenon P occurs in the contouring process, the cutting resistance between the tool and the work and the rigidity between the tool and the work are quantified, and the main shaft is corrected based on these values so as to correct the projection phenomenon. By performing the movement control, the occurrence of the projection phenomenon can be prevented.
【００１９】以下に、ツール抜け位置における輪郭の突
起現象を考慮してこれを補正する指令を求め、該補正指
令に沿って主軸の移動制御を行う手順を、図１を参照し
ながら説明する。A procedure for obtaining a command to correct this in consideration of the contour projection phenomenon at the tool removal position and controlling the movement of the spindle in accordance with the correction command will be described below with reference to FIG.
【００２０】ステップ：事前情報として、切削条件
（公転速度、ツール抜け位置）をＮＣプログラムから取
出し、補正動作領域角度を算出する。補正動作領域角度
とは、前記突起現象を解消するために主軸の移動制御を
行う必要がある公転範囲を意味する。ところで、ワーク
の被切削面に対するツールの当接・離脱位置、当接・離
脱角度等は、ワークの下穴径、ツール径、所望の加工穴
径等から幾何学的に求めることができる。そこで、該補
正動作領域角度も、ツールとワークの被切削面との幾何
学的関係から概略的に予測することができる。この際、
ＮＣ装置の作動遅れ（ＮＣプログラムの指令に対する実
際の動作の遅れにより、プログラム上の作動軌跡に比し
て、実際のツール軌跡の径は小さくなる。この作動遅れ
のこと）等、ＮＣ装置固有の癖も考慮する。Step: As advance information, cutting conditions (revolution speed, tool exit position) are extracted from the NC program, and a corrected operating area angle is calculated. The correction operation area angle means a revolving range in which movement control of the main shaft needs to be performed in order to eliminate the projection phenomenon. By the way, the contact / separation position, contact / separation angle and the like of the tool with respect to the surface to be cut of the work can be geometrically determined from the prepared hole diameter of the work, the tool diameter, the desired machining hole diameter and the like. Therefore, the correction operation area angle can also be roughly predicted from the geometric relationship between the tool and the cut surface of the workpiece. On this occasion,
The operation delay of the NC device (due to the delay of the actual operation in response to the command of the NC program, the diameter of the actual tool trajectory becomes smaller than the operation trajectory in the program. This operation delay), etc. Consider the habit.
【００２１】ステップ：準備作業として、ツール１を
ワークＷに押し付け、このとき生ずるツールの公転駆動
用モータの負荷電流値と偏差量とを、ワーク１に対する
ツール１の押付力に対応させて把握し、ツール〜ワーク
間剛性を算出する。Step: As a preparation work, the tool 1 is pressed against the work W, and the load current value and the deviation amount of the revolving drive motor of the tool generated at this time are grasped in correspondence with the pressing force of the tool 1 on the work 1. Calculate the rigidity between the tool and the work.
【００２２】ツール〜ワーク間剛性は、ツールの剛性、
ワークの剛性、制御装置の特性、温度変化等、条件の違
いにより異なる値となる。よって、上記各条件に変更を
生じたときには、ツール〜ワーク間剛性値を求めるもの
とする。この値を求める手法としては、 a.実際にワークを切削し、その時の押付力（主軸を移動
させるモータの負荷電流値から求める）と歪み量（主軸
の変位量）との関係を示すツール〜ワーク間変形量（mm
／Ｎ）を見る。 b.ツールを回転させずに、ワークの被切削面に押し付け
ながら、輪郭移動を行い、その時のツール〜ワーク間変
形量を見る。 c.ワークの被切削面の一か所にツールを押し付け、その
時のツール〜ワーク間変形量を見る。等最適なものを選
択して行う。また測定されたデータは、 d.ワークの被切削面を数カ所に区分けし、各区域におけ
る傾向を見る。 e.ツール抜け位置のみに着目する。 等必要なデータ処理を行う。The rigidity between the tool and the workpiece is determined by the rigidity of the tool,
The value differs depending on the condition such as the rigidity of the work, the characteristics of the control device, and the temperature change. Therefore, when a change occurs in each of the above conditions, the rigidity value between the tool and the work is determined. As a method for obtaining this value, a. A tool that shows the relationship between the pressing force (obtained from the load current value of the motor that moves the spindle) at that time and the amount of distortion (the displacement of the spindle) Deformation between workpieces (mm
/ N). b. Move the contour while pressing against the cut surface of the workpiece without rotating the tool, and observe the deformation between the tool and the workpiece at that time. c. Press the tool against one location of the workpiece to be cut, and observe the deformation between the tool and the workpiece at that time. And so on. In addition, d. Divide the cut surface of the work into several places and observe the tendency in each area. e. Pay attention only to the position where the tool is removed. Perform necessary data processing.
【００２３】ステップ：コンタリング加工動作中（ツ
ール抜け位置に至る前の状態）において、切削抵抗以外
の外乱トルクを推定する。そして、加工装置全体の負荷
からこの値を差し引くことにより、加工中に生ずる負荷
のうち、純粋にツール〜ワーク間の切削抵抗値のみを把
握する。Step: Estimate a disturbance torque other than cutting resistance during the contouring operation (before reaching the tool removal position). Then, by subtracting this value from the load of the entire processing apparatus, only the cutting resistance value between the tool and the work among the loads generated during the processing is grasped purely.
【００２４】このとき、切削力が加わっていない状態で
用いられる加工装置を作動させたときの、装置全体に生
ずる負荷（制御器、スライドを駆動するモータのモータ
定数、機械系の抵抗（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸のスライドの抵抗等
機械的な抵抗）のモデル値等を考慮に入れた値）を電流
値αとして検出したものと、加工時において実際に検出
される加工装置全体の負荷（検出される電流値α、切削
力Ｆによる影響を含めて検出される値）を電流値βとし
て検出したものとを比較する。そして、双方の差分の電
流値にモータ定数を掛け合わせることにより、力として
の値である外乱トルクの値を推定することができる。At this time, when a machining apparatus used in a state where a cutting force is not applied is operated, a load (controller, motor constant of a motor for driving a slide, resistance of a mechanical system (X, A value obtained by taking into account a model value of a mechanical resistance such as a resistance of a slide of the Y and Z axes) as a current value α, and a load (detection) of the entire processing apparatus actually detected at the time of processing. The current value α and the value detected including the influence of the cutting force F) are compared with those detected as the current value β. Then, by multiplying the current value of the difference between the two by the motor constant, it is possible to estimate the value of the disturbance torque, which is the value of the force.
【００２５】ステップ：ステップで求めた補正動作
領域角度を補正領域とし、この領域においてツールおよ
びワークに生ずる歪み量を、ステップで求めたツール
〜ワーク間の切削抵抗値と、ステップで求めたツール
〜ワーク間剛性値とから算出する。前述のごとく、突起
現象はツールおよびワークに生ずる歪み量に起因するも
のであることから、該歪み量に基づきこれを打ち消すた
めの補正指令値（補正量、補正経路、移動速度等）を算
出する。例えば、ツール抜け位置近傍において、それま
で生じていた切削抵抗が減少することによりツールまた
はワークの歪みが解消される程度に応じ、主軸の公転半
径の縮小や、主軸の移動速度の変更を行う等の補正指令
値を作成する。なお、補正経路は、主軸を移動させる為
のＸ，Ｙ軸上の点群データとして得ることができる。Step: The correction operation area angle obtained in the step is used as a correction area, and in this area, the amount of distortion generated in the tool and the work is determined by the tool obtained in the step, the cutting resistance value between the work, and the tool obtained in the step. It is calculated from the inter-work rigidity value. As described above, since the projection phenomenon is caused by the distortion amount generated in the tool and the work, a correction command value (a correction amount, a correction path, a moving speed, etc.) for canceling the distortion amount is calculated based on the distortion amount. . For example, in the vicinity of the position where the tool is removed, the radius of revolution of the main shaft is reduced, or the moving speed of the main shaft is changed in accordance with the degree to which the distortion of the tool or the work is eliminated by reducing the cutting force that has occurred until then. Create a correction command value for. The correction path can be obtained as point cloud data on the X and Y axes for moving the main axis.
【００２６】ステップ：予め設定された所望の輪郭形
状に係る加工指令値に対し、主軸２の位置をフィードバ
ックしかつステップで求めた補正指令値を反映させ、
主軸２を駆動するスライドの加工指令値を補正する。こ
の際、スライドの位置制御のみならず、移動速度も、フ
ィードバックデータおよび補正指令値に基づき制御する
ことができる。そして、補正された加工指令値に基づき
スライドの移動制御を行うことにより、ツール抜け位置
における輪郭の突起現象を解消し、真円度の高いツール
軌跡を得る。Step: The position of the spindle 2 is fed back to a preset machining command value relating to a desired contour shape, and the correction command value obtained in the step is reflected.
The processing command value of the slide that drives the spindle 2 is corrected. At this time, not only the slide position control but also the moving speed can be controlled based on the feedback data and the correction command value. Then, by controlling the movement of the slide based on the corrected processing command value, the projection phenomenon of the contour at the tool exit position is eliminated, and a tool trajectory with high roundness is obtained.
【００２７】なお、ステップにおいて、補正指令値を
反映させて真円度の高いツール軌跡をえるための手法は
様々である。例えば、図２に示すように、図示しないス
ライドに対し主軸２のケーシングを、ピエゾアクチュエ
ータ３（ピエゾ抵抗素子の、結晶を電界中におくことに
より結晶が伸縮する現象を利用したアクチュエータ）で
軸線４と直交する方向（Ｘ，Ｙ軸方向）に移動可能に支
持する。また、主軸２を駆動するスライドに係る加工指
令値は、補正せずに当初の設定値のまま用いる。そし
て、ピエゾアクチュエータ３を補正指令値に基づいて駆
動することにより、ツール抜け位置における輪郭の突起
現象を解消する。この手法によると、補正指令値に基づ
き作動する部分はピエゾアクチュエータ３に駆動される
主軸２のみであり、スライドごと駆動する前記手法に比
べ慣性力を減少させ、高い反応性を得ることができると
いう利点がある。In the step, there are various methods for obtaining a tool trajectory with high roundness by reflecting the correction command value. For example, as shown in FIG. 2, a casing of the main shaft 2 is attached to a slide (not shown) by a piezo actuator 3 (an actuator of a piezoresistive element utilizing a phenomenon in which a crystal expands and contracts by placing the crystal in an electric field). To be movable in directions (X, Y axis directions) perpendicular to the direction. The processing command value related to the slide for driving the spindle 2 is used as it is without correction. Then, by driving the piezo actuator 3 based on the correction command value, the projection phenomenon of the contour at the tool removal position is eliminated. According to this method, only the main shaft 2 driven by the piezo actuator 3 operates based on the correction command value, and the inertia force can be reduced and higher responsiveness can be obtained as compared with the method in which the slide is driven together. There are advantages.
【００２８】上記構成をなす本発明の実施の形態より得
られる作用効果は、以下の通りである。本実施の形態で
は、ステップで求めたツール〜ワーク間剛性値とステ
ップで求めたツール〜ワーク間の切削抵抗値とに基づ
き、ステップで求めた補正領域におけるツールおよび
ワークに生ずる歪み量を算出し、ステップにおいて、
該歪み量を解消するように補正指令値を算出する。そし
て、ステップにおいて、該補正指令値に沿って主軸２
（スライド）の移動制御を行うことにより、ツール抜け
位置における輪郭の突起現象を、効果的に解消すること
ができる。The operation and effect obtained from the embodiment of the present invention having the above configuration are as follows. In the present embodiment, based on the rigidity value between the tool and the work obtained in the step and the cutting resistance value between the tool and the work obtained in the step, the amount of distortion generated in the tool and the work in the correction region obtained in the step is calculated. , In the steps,
A correction command value is calculated so as to eliminate the distortion amount. Then, in the step, the spindle 2 is moved along the correction command value.
By performing the (slide) movement control, it is possible to effectively eliminate the projection phenomenon of the contour at the tool removal position.
【００２９】よって、従来のごとく突起現象の発生によ
る真円度の悪化を防止するために、加工時間を増加させ
るような加工工程に頼る必要がなくなり、主軸２の１回
転の輪郭公転動作で、所望の形状を得ることが可能とな
る。したがって、コンタリング加工法において加工時間
を短縮しつつ、真円度の高い穴形状を得ることが可能と
なる。なお、本実施の形態においては、コンタリング加
工により所望の穴形状を得る場合を例示して説明した
が、同様にして所望の軸形状を得ることも可能である。Therefore, in order to prevent the roundness from deteriorating due to the occurrence of the projection phenomenon as in the related art, it is not necessary to rely on a processing step that increases the processing time. A desired shape can be obtained. Therefore, a hole shape with high roundness can be obtained while shortening the processing time in the contouring processing method. In the present embodiment, the case where a desired hole shape is obtained by contouring processing has been described as an example. However, a desired shaft shape can be obtained in the same manner.
【００３０】[0030]
【発明の効果】本発明はこのように構成したので、以下
のような効果を有する。本発明の請求項１に係る輪郭形
状の補正方法によると、ツール抜け位置における突起現
象を効果的に抑えることにより、加工時間を短縮しつつ
所望の寸法精度を得ることが可能となる。よって、コン
タリング加工法の適用の機会を増やし、より効率的な部
品生産を行うことが可能となる。According to the present invention, the following effects are obtained. According to the contour shape correcting method according to the first aspect of the present invention, it is possible to obtain a desired dimensional accuracy while shortening a processing time by effectively suppressing a projection phenomenon at a tool removal position. Therefore, the opportunity of applying the contouring processing method is increased, and more efficient component production can be performed.
【００３１】また、本発明の請求項２に係る輪郭形状の
補正方法によると、ＮＣ装置、ツールまたはワーク単体
の精度の向上のみでは抑えることができなかった加工形
状の不良の原因に着目し、これを解消することによっ
て、不良の発生を効果的に抑えることができる。よっ
て、従来のごとく主軸をヘリカル動作で駆動したり、ス
パークアウトを行う必要がなくなり、主軸の１回転の輪
郭公転動作で、所望の形状を得ることが可能となる。こ
のため、加工時間を短縮しつつ所望の寸法精度を得るこ
とが可能となる。Further, according to the contour shape correcting method according to the second aspect of the present invention, attention is paid to the cause of the defect in the processed shape which cannot be suppressed only by improving the accuracy of the NC device, the tool or the work alone. By eliminating this, the occurrence of defects can be effectively suppressed. Therefore, there is no need to drive the main shaft by a helical operation or perform spark-out as in the related art, and it is possible to obtain a desired shape by a single revolution of the main shaft. For this reason, it is possible to obtain a desired dimensional accuracy while shortening the processing time.
【００３２】さらに、本発明の請求項３に係る輪郭形状
の補正方法によると、ツール〜ワーク間の切削抵抗と、
該切削抵抗に起因するツールまたはワークの変形とによ
り生ずる突起現象を効果的に抑え、主軸の１回転の輪郭
公転動作で、所望の形状を得ることが可能となる。した
がって、加工時間を短縮しつつ所望の寸法精度を得るこ
とが可能となる。Further, according to the contour shape correcting method according to the third aspect of the present invention, the cutting resistance between the tool and the work is reduced.
The projection phenomenon caused by the deformation of the tool or the work due to the cutting resistance is effectively suppressed, and a desired shape can be obtained by the contour revolving operation of one revolution of the main shaft. Therefore, a desired dimensional accuracy can be obtained while shortening the processing time.
【図１】本発明の実施の形態に係るＮＣ装置による輪郭
形状の補正方法の各ステップを、概略的に示したブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram schematically showing each step of a contour shape correction method by an NC device according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示すステップの、他の実施例に係る手
段を示す摸式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a means according to another embodiment of the steps shown in FIG. 1;
【図３】ツール抜け位置における輪郭の突起現象が発生
する様子を、順を追って示した説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram sequentially showing a state in which a contour projection phenomenon occurs at a tool missing position.
【図４】コンタリング加工により所望の径の穴を得る際
の主軸の移動軌跡と、それによって発生するツール抜け
位置の突起現象とを示す摸式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a movement trajectory of a main shaft when a hole having a desired diameter is obtained by contouring processing, and a projection phenomenon at a tool removal position generated thereby.
【図５】従来の、ツール抜け位置の突起現象を防止する
ための、ツールの駆動方法を示す摸式図である。FIG. 5 is a schematic view showing a conventional method of driving a tool for preventing a projection phenomenon at a tool detachment position.
１ ツール ２ 主軸 Ｗ ワーク 1 Tool 2 Spindle W Work
Claims (3)
ＮＣ装置を駆動して加工を行う際に、ツール抜け位置に
おける輪郭の突起現象を考慮してこれを補正する指令を
求め、該補正指令に沿って主軸の移動制御を行うことを
特徴とする輪郭形状の補正方法。1. When driving an NC device based on a machining command relating to a desired contour shape and performing machining, a command for correcting the contour projection phenomenon at a tool removal position is determined, and the correction command is obtained. A contour control method for controlling the movement of the spindle along the axis.
条件が相互に影響して発生するものを対象とする請求項
１記載の輪郭形状の補正方法。2. The contour shape correcting method according to claim 1, wherein the projection phenomenon is generated when the conditions of the tool and the work are mutually affected.
ＮＣ装置を駆動して加工を行う際に、ツール〜ワーク間
の切削抵抗と、ツール〜ワーク間の剛性とを数値化して
用いることを特徴とする輪郭形状の補正方法。3. When the NC device is driven based on a machining command relating to a desired contour shape to perform machining, it is necessary to numerically use a cutting resistance between the tool and the work and a rigidity between the tool and the work. A method for correcting the characteristic contour shape.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28352997A JPH11114771A (en) | 1997-10-16 | 1997-10-16 | Method for correcting outline shape by nc system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28352997A JPH11114771A (en) | 1997-10-16 | 1997-10-16 | Method for correcting outline shape by nc system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11114771A true JPH11114771A (en) | 1999-04-27 |
Family
ID=17666723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28352997A Withdrawn JPH11114771A (en) | 1997-10-16 | 1997-10-16 | Method for correcting outline shape by nc system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11114771A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002366212A (en) * | 2001-06-07 | 2002-12-20 | Yoshiaki Kakino | Numerical control machine tool |
| JP4799411B2 (en) * | 2004-08-06 | 2011-10-26 | ホーコス株式会社 | Round machining method and round machining apparatus for NC machine tools |
-
1997
- 1997-10-16 JP JP28352997A patent/JPH11114771A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002366212A (en) * | 2001-06-07 | 2002-12-20 | Yoshiaki Kakino | Numerical control machine tool |
| JP4799411B2 (en) * | 2004-08-06 | 2011-10-26 | ホーコス株式会社 | Round machining method and round machining apparatus for NC machine tools |
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