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JP2919754B2 - 球面又は円弧面加工時におけるバックラッシュ計測補正装置 - Google Patents

球面又は円弧面加工時におけるバックラッシュ計測補正装置

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JP2919754B2
JP2919754B2 JP25618394A JP25618394A JP2919754B2 JP 2919754 B2 JP2919754 B2 JP 2919754B2 JP 25618394 A JP25618394 A JP 25618394A JP 25618394 A JP25618394 A JP 25618394A JP 2919754 B2 JP2919754 B2 JP 2919754B2
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JP
Japan
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axis
backlash
spherical
backlash amount
machining
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JP25618394A
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敏晴 林
敏広 山野
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OOKUMA KK
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OOKUMA KK
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Publication date
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  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はNC旋盤において同時2
軸制御により創成加工された球面又は円弧面切削時のバ
ックラッシュ量を機内計測して次回以降の加工時に補正
を行う装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、NC旋盤等工作機械における送り
軸駆動系には殆どボールねじが用いられるので、送り方
向を反転させた際にガタにより指令位置と実際の位置と
に誤差(バックラッシュ)が生じる。このバックラッシ
ュによる加工寸法誤差を除去するため、種々のバックラ
ッシュ除去方法又はバックラッシュ補正方法が提案され
ている。しかし、バックラッシュは装着工具等の変化に
よる刃物台重量の変化や送り速度等加工条件によって変
化するので、提案されている従来のような一定量のバッ
クラッシュを除去又は補正する方法で完全に除去するこ
とは難しい。このため精度の厳しいワークを加工する場
合は、実際に加工したワークを機外で測定してバックラ
ッシュ量を求め、これを補正値としNC装置へ入力して
いた。
【0003】ところが、例えば図3に示すワークWのよ
うに同時2軸制御による創成加工時に切込側となるX軸
移動方向が、球心aを通るX軸線を界に反転する必要の
ある球面又は円弧面の場合、この反転時のバックラッシ
ュ量は機外測定によっても正確に求めにくい。このため
補正値を随時入れ替えながら加工を繰り返して、最良の
バックラッシュ補正量を現合作業的に求めているのが現
状である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた現
合作業的に球面又は円弧面加工時のバックラッシュ補正
量を求める方法は、非能率かつ熟練を要するという問題
を有している。本発明はこのような問題点に鑑みなされ
たもので、その目的とするところは自動で機内計測によ
り最適なバックラッシュを正確に求めて補正する高能率
かつ無人化対応可能な球面又は円弧面加工時におけるバ
ックラッシュ計測補正装置を提供しようとするものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の球面又は円弧面
加工時におけるバックラッシュ補正装置は、NC旋盤に
おいて切込側となる軸の移動方向が変わることによる同
時2軸制御で創成される球面又は円弧面加工時のバック
ラッシュ量を計測して補正を行う装置であって、刃物台
に着脱可能に設けられたセンサと、チャックに把持した
ワークの創成加工された前記球面の球心又は円弧面
弧中心に対して送り側となる軸方向の前後に等距離はな
れた2点に切込側となる軸方向移動で前記センサが当接
したときの2つの座標値を計測する計測プログラムを記
憶する手段と、計測した2つの座標値よりバックラッシ
ュ量を求める演算手段と、求めたバックラッシュ量を記
憶する手段とを設けてなり、次回以降の対応する球面又
は円弧面加工時に切込側となる軸の位置指令値に対して
バックラッシュ量を補正するものである。
【0006】
【作用】ワークをチャックに把持し同時2軸制御により
球面又は円弧面の創成加工を行ったあと、引続き計測プ
ログラムにより球面又は円弧面の球心又は円弧中心に対
して送り側となる軸方向の前後に一定距離はなれた2点
に切込側となる軸方向移動でセンサが当接したときの2
つの座標値をそれぞれ検出し、検出した2つの座標値の
差からバックラッシュ量を求めて記憶する。そして次回
以降の球面又は円弧面加工時に記憶するバックラッシュ
量を呼び出して切込側となる軸の位置指令値に対して補
正を行う。
【0007】
【実施例】以下本発明の実施例を図面にもとづいて説明
する。図1において、NC旋盤の主軸台1に回転可能に
軸承される主軸2の先端同心にチャック3が嵌着されて
いて、チャック3にワークWが把持されている。一方図
示しないベッド上に図示しないサドルを介してX軸及び
Z軸方向移動位置決め可能に刃物台4が設けられてい
て、刃物台4にZ軸方向の旋回中心軸のまわりで旋回割
出し可能にタレット5が設けられている。
【0008】タレット5に等間隔に設けられている複数
の工具取付ステーションにバイトTとタッチセンサ6が
それぞれ着脱可能に取り付けられている。タッチセンサ
6はワークWに当接するとタッチ信号を出力するもの
で、加工原点設定のための機内計測に用いるものと同一
のものを使用することができる。図1のブロック線図部
分は、NC装置内の本発明にかかわるバックラッシュ補
正システムを表すものである。加工プログラム記憶部8
は、入力された加工プログラムを記憶する部分。プログ
ラム解析部9は、プログラム内容を解析して必要個所に
信号を仕分けする部分。
【0009】関数発生部10はX・Z軸制御に必要な関
数を発生する部分。X軸モータ駆動制御部11は、X軸
位置及び送り速度が指令値に近づくようにX軸モータ1
2を駆動する部分。X軸回転検出器13は、その回転角
から刃物台4のX軸現在位置を検出する部分。Z軸モー
タ駆動制御部14は、Z軸位置及び送り速度が指令値に
近づくようにZ軸モータ15を駆動する部分。Z軸回転
検出器16はその回転角から刃物台4のZ軸現在位置を
検出する部分である。
【0010】計測プログラム記憶部18は、入力された
計測プログラムを記憶する部分。検出部19は、タッチ
センサ6のタッチ信号出力時の切込側となるX軸又はZ
軸の現在位置の座標値を検出する部分。バックラッシュ
量算出部20は、検出部19からのX軸又はZ軸の2つ
の座標値の差からバックラッシュ量を求める部分。バッ
クラッシュ量記憶部21は、求めたバックラッシュ量を
記憶する部分である。
【0011】続いて本実施例の作用について説明する。
加工プログラムに従ってバイトTによるワークWの球面
加工が終わると、タレット5が旋回してタッチセンサ6
が計測位置に割出される。次いで計測プログラムに従っ
て刃物台4のX軸及びZ軸移動で、タッチセンサ6が加
工プログラム上のワークWの球心aより距離LだけZ軸
方向反主軸側に離れた点のX軸方向に離れたワーク上方
位置に位置決めされたのち、刃物台4のX軸方向ワーク
W側への移動でタッチセンサ6がワークWの球面に当接
(図中実線で示す)してタッチ信号が出力され、検出部
19でこのときの現在位置のX軸座標値が検出され、同
時に刃物台4のX軸移動が停止する。
【0012】このX軸座標値がバックラッシュ量算出部
20に記憶され、引続きタッチセンサ6が球心aより距
離LだけZ軸方向主軸側に離れた点のX軸方向に離れた
ワーク上方位置に位置決めされたのち、上述と同様に刃
物台4のX軸方向ワークW側への移動でタッチセンサ6
が球面に当接(図中仮想線で示す)し、検出部19でこ
のときの現在位置のX軸座標値が検出されて、バックラ
ッシュ量算出部20に送られる。バックラッシュ量算出
部20で先に記憶するZ軸座標値と送られて来たZ軸座
標値の差からX軸方向のバックラッシュ量を求めて、バ
ックラッシュ量記憶部21に記憶し、次回以降の加工プ
ログラムによる球面創成加工時のX軸指令値に対して補
正を行う。尚、球面創成加工時においてバックラッシュ
があるとX軸指令値では反転が行われていても、実際に
は反転動作が遅れるので、この遅れを考慮して距離Lを
設定する必要がある。
【0013】また、ワークに切込側となる軸の移動方向
が反転する複数の球面又は円弧面がある場合、加工条件
により異なる各バックラッシュ量に対応するため、個々
のバックラッシュ量を検出記憶しておいて、創成加工時
において加工個所に対応するバックラッシュ量を順次呼
び出して補正を行うこともできる。
【0014】また、図2に示すようなZ軸方向の反転動
作で円弧面を創成加工するワークW1の円弧面のような
場合には、刃物台4のZ軸方向主軸側への移動で、タッ
チセンサ6をワークW1の円弧中心bよりX軸方向プラ
ス側及びマイナス側にそれぞれ等距離Lだけ離れた円弧
面上の2点のZ軸座標値を測定してバックラッシュ量を
求め、創成加工時にZ軸位置指令値に対して補正を行
う。
【0015】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で次に記載する効果を奏する。機内で創成加工したワー
クの球面又は円弧面の球心又は円弧中心より切削送り側
となる軸方向の前後に等距離離れた2点に切込側となる
軸方向移動でセンサが当接したときの2つの座標値を計
測し、その差よりバックラッシュ量を求め、同時2軸制
御による球面又は円弧面創成加工時に切込側となる軸の
位置指令値に対して補正を行うようにしたので、従来の
ように補正値を随時入れ替えながら実加工を繰り返して
最適バックラッシュ量を求める必要がなくなり、作業時
間を大幅に短縮できる。
【0016】また、測定プログラムによる初品加工の終
わったあと、計測プログラムにより自動的にバックラッ
シュ量の計測と補正を行うようにしたので、高精度加工
の無人化が達成できる。また、最近のNC装置は殆どが
加工原点を求めるための機内計測装置を備えているの
で、この場合にはこの装置の計測機構の一部を利用する
ことにより極めて安価な装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の旋盤の要部とワークを示す図
と、バックラッシュ計測補正システムのブロック線図と
を組合せた図である。
【図2】図1と異なるワークを示す図である。
【図3】従来の技術の説明用のワークの図である。
【符号の説明】
1 主軸台 2主軸 3 チャック 4 刃物台 5 タレット 6 タッチセンサ 18 計測プログラム記憶部 19 検出部 20 バックラッシュ量算出部 21 バックラッシュ量記憶部 W ワーク a 球心
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05B 19/404 B23Q 15/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 NC旋盤において切込側となる軸の移動
    方向が変わることによる同時2軸制御で創成される球面
    又は円弧面加工時のバックラッシュ量を計測して補正を
    行う装置であって、刃物台に着脱可能に設けられたセン
    サと、チャックに把持したワークの創成加工された前記
    球面の球心又は円弧面円弧中心に対して送り側となる
    軸方向の前後に等距離はなれた2点に切込側となる軸方
    向移動で前記センサが当接したときの2つの座標値を計
    測する計測プログラムを記憶する手段と、計測した2つ
    の座標値よりバックラッシュ量を求める演算手段と、求
    めたバックラッシュ量を記憶する手段とを設けてなり、
    次回以降の対応する球面又は円弧面加工時に切込側とな
    る軸の位置指令値に対してバックラッシュ量を補正する
    ことを特徴とする球面又は円弧面加工時におけるバック
    ラッシュ計測補正装置。
JP25618394A 1994-09-26 1994-09-26 球面又は円弧面加工時におけるバックラッシュ計測補正装置 Expired - Fee Related JP2919754B2 (ja)

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