JPH047708A - ピッチ誤差補正方式 - Google Patents

ピッチ誤差補正方式

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JPH047708A
JPH047708A JP2111551A JP11155190A JPH047708A JP H047708 A JPH047708 A JP H047708A JP 2111551 A JP2111551 A JP 2111551A JP 11155190 A JP11155190 A JP 11155190A JP H047708 A JPH047708 A JP H047708A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は数値制御工作機械におけるボールネジのピッチ
誤差の補正を行うピッチ誤差補正方式に関し、特に精密
加工に適したピッチ誤差補正方式〔従来の技術〕 数値制御工作機械の可動部を制御するボールネジ等は、
精密にピッチが一定ではなく、数値制御装置によって、
ピッチ誤差補正を行って、位置決め精度を上げている。
一般のピッチ誤差補正方式では、各軸のストロークを適
当に分割し、各区間毎にピッチ誤差補正量を計測し、こ
の区間毎のピッチ誤差補正量を不揮発性メモリに格納し
て、軸が移動する毎に、軸の現在値に対応するピ・ソチ
誤差補正量を読み出して、補間パルスに加算あるいは減
算することにより、ピッチ誤差補正を行っている。
第6図は従来のピッチ誤差補正方式のピッチ誤差補正パ
ルスの例を示す図である。第1の区間P。−21間では
ピッチ誤差補正量はε1であり、第2の区間P、−P2
間ではピッチ誤差補正量はε2であり、第3の区間P、
−P、のピッチ誤差補正量はε3である。なお、lはピ
ッチ誤差補正区間である。このようなピッチ誤差補正量
は、各区間の中点で、ピッチ誤差補正パルスとして出力
して、補間パルスに加えられていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、このようにピッチ誤差補正量を一度に補正パル
スとして出力すると、ピッチ誤差補正量が大きいと、−
度に補正パルスが出力されることとなり、位置決め精度
上も望ましくない。さらに、精密な加工の場合は補正パ
ルスによって切削面の品質を低下させることとなる。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、機
械の動きをスムーズにするピッチ誤差補正方式を提供す
ることを目的とする。
〔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、数値制御工作機
械におけるボールネジのピッチ誤差の補正を行うピッチ
誤差補正方式において、ピッチ誤差補正データを格納す
るメモリと、補間手段の出力パルスを積算して、現在値
を格納する現在値レジスタと、前記現在値を読み取り、
前記現在値の区間のピッチ誤差補正量を等間隔で出力す
るピッチ誤差計算手段と、前記補間手段からの補間パル
スと、前記ピッチ誤差補正量とを加算して軸制御回路に
出力する加算器と、を有することを特徴とするピッチ誤
差補正方式が、提供される。
〔作用〕
ピッチ誤差計算手段は、現在値を読み、該当する区間の
ピッチ誤差補正データを読みだし、このピッチ誤差補正
量を区間内で等間隔でピッチ誤差補正パルスとして出力
する。このピッチ誤差補正パルスは補間パルスに加えら
れる。従って、ピッチ誤差補正量は一度に出力されない
ので、機械の動きがスムーズになり、切削面が改善され
る。
〔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。
第1図は本発明のピッチ誤差補正方式の概略のブロック
図である。なお、図では簡単のために1軸分のみを表し
ている。
加ニブログラム14aは前処理手段1によって読み取ら
れ、解読されてパルス補間可能なデータに変換されて、
補間手段2に送られる。補間手段2はこのデータから補
間を行い、補間パルスIPを加算器5に出力する。また
、補間パルスIPは現装置レジスタ3に送られ、現在値
レジスタは補間パルスIPを積算して、現在値を保存す
る。
ピッチ誤差補正データ14bは、各軸のストロークを等
分割し、各区間毎のピッチ誤差補正量εLと、現在値の
最初の点までの累積ピッチ誤差補正量εpnを有する。
一方、ピッチ誤差計算手段4は一定周期で、現在値レジ
スタ3からその軸の現在値を読み、現在値の区間に対応
する各区間毎のピッチ誤差補正量εnと、現在値の最初
の点までの累積ピッチ誤差補正量εpnを読み圧す。こ
のデータから、ピッチ誤差補正パルスCPを等間隔で加
算器5へ出力する。加算器5は補間パルスIPとピッチ
誤差補正パルスCPを加算して出力パルスを軸制御回路
18に出力する。軸制御回路18はこの出力パルスによ
って、後述のサーボモータを制御する。
ここで、ピッチ誤差計算手段4は区間内のピッチ誤差補
正量を等間隔で出力する。その詳細は以下に述べる。
第2図は発明胡を実施するための数値制御装置(CNC
)のハードウェアのブロック図である。
プロセッサ11はROM12に格納されたシステムプロ
クラムに従って、数値制御装置全体を制御する。ROM
12にはEPROMあるいはEEPROMが使用される
。RAM13はSRAMが使用され、各種のデータが格
納される。不揮発性メモリ14は加ニブログラム14a
1ピッチ誤差補正データ14b、パラメータ等が記憶さ
れ、バッテリバックアップされたCMO3等が使用され
るので、数値制御装置の電源切断後もその内容が保持さ
れる。
グラフィック制御回路16は各軸の現在位置、移動量等
のRAM13に格納されたデータを表示信号に変換し、
表示装置15に送り、表示装置15はこれを表示する。
表示装置15はCRT、液晶表示装置等が使用される。
キーボード17は各種のデータを入力するのに使用され
る。
軸制御回路18はプロセッサ11から位置指令、すなわ
ち第1図で説明した、補間パルスIPとピッチ誤差補正
パルスCPを加算した出力パルスを受けて、サーボモー
タ20を制御するための速度指令信号をサーボアンプ1
9に出力する。サーボアンプ19はこの速度指令信号を
増幅し、サーボモータ20を駆動する。サーボモータ2
0には位置帰還信号を出力するパルスワーク21が結合
されている。パルスワーク21は位置帰還パルスを軸制
御回路18にフィードバックする。パルスワーク21の
他にリニアスケール等の位置検出器を使用する場合もあ
る。
サーボモータ20にはボールネジ31が結合されており
、テーブル33に固定されたナツト32によって、テー
ブル33の移動を制御する。ここで、ボールネジ31の
ピッチ誤差がピッチ誤差補正パルスCPによって補正さ
れ、テーブル33の位置決め精度は改善される。また、
本発明では、ピッチ誤差補正パルスCPは等間隔で出力
されるので、テーブル33はスムーズに動き、ワークの
切削面が改善される。これらの要素は軸数骨だけ必要で
あるが、各要素の構成は同じであるので、ここでは1軸
分のみ表しである。
図では、PMC(プログラマブル・マシン・コントロー
ラ)及びこれに結合される入出力回路、スピンドルを制
御するためのスピンドル制御回路、スピンドルアンプ、
スピンドルモータ等は省略しである。
また、ここではプロセッサは1個であるが、システムに
応じて複数のプロセッサを使用したマルチ・プロセッサ
システムにすることもできる。
第3図はピッチ誤差補正パルスの出力状態を示す図であ
る。ここで、各区間のピッチ誤差補正量εnは以下の通
りとする。通常は1パルスは1μmである。ただし、1
パルスが10μmであったり、また角度の単位であるこ
ともある。lはピッチ誤差補正区間の長さである。
Po−P、間   4パルス P、−P2間   2パルス P2−P、間   3パルス 従って、第1図に示すピッチ誤差計算手段4は現在値の
区間に対応したピッチ誤差補正量(上記の例では4パル
ス、2パルス、3パルス)を読み出し、第3図に示すよ
うに等間隔で出力する。
第4図はピッチ誤差計算手段のピッチ誤差補正パルスの
計算を説明するための図である。ここでは、機械原点を
P。、現在値をABSM、現在値ABSMの区間の最初
の点をPn1点P、、の座標値をABSP、、 、区間
の終わりをP7゜1とする。
また、この区間のピッチ誤差補正量をεとする。
lはピッチ誤差補正区間の長さである。
第5図はピッチ誤差補正計算手段の処理のフローチャー
トである。図において、Sに続く数値はステップ番号を
示す。
〔S1〕現在値レジスタ3を参照して、現在値ABSM
を求める。
〔S2〕点P、、までの累積ピッチ誤差補正量(機械原
点P。から点P、、までのピッチ誤差補正量の累積値)
εpnと、区間Ph−Ph。1のピッチ誤差補正量εn
1前回の累積ピッチ誤差補正量FA、−3を、ピッチ誤
差補正データ14b内から読み取る。
〔S3〕現在値ABSMでの累積ピッチ誤差補正量PA
っを求める。この計算は点P。までの累積ピッチ誤差補
正量εpnに、区間内で現在値までの等間隔で出力すべ
きピッチ誤差補正パルスを加算して求める。後者は以下
の式で求約られる。
εn・ (ABSM−ABSP、)/I!=εn・ (
I!a/f) すなわち、その区間のピッチ誤差補正量εnをピッチ誤
差区間lと距離1aに比例配分した値を意味する。なお
、1aは点P、、と現在値ABSMとの距離である。
〔S4〕前回の処理時の累積ピッチ誤差補正量PA、−
1との差分からピッチ誤差補正パルスCPを求約る。ま
た、累積ピッチ誤差補正量PA−+を新しい累積ピッチ
誤差補正量PA、に置き換える。
この累積ピッチ誤差補正量PA、はピッチ誤差補正デー
タ14bに保存される。
〔S5]ピツチ誤差補正パルスCPの値が1以上ニナっ
たら1パルス分のパルスを出力する。
このような処理により、ピッチ誤差補正計算手段4はピ
ッチ誤差補正パルスを等間隔で出力することができる。
ただし、移動速度が極めて速いときは、ピッチ誤差補正
パルスが1以上になる場合があるが、通常の状態ではピ
ッチ誤差補正パルスは1パルスづつ出力される。
上記の説明でζ累積ピッチ誤差補正量を使用したのは、
ピッチ誤差補正計算手段4の計算周期が必ずしも、ピッ
チ誤差補正区間と一致するとは限らないためである。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明では、ピッチ誤差補正パルス
を区間内で等間隔で出力するようにしたので、機械の動
きがスムーズになり、切削面も向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のピッチ誤差補正方式の概略のブロック
図、 第2図は本発明を実施するための数値制御装置(CNC
)のハードウェアのブロック図、第3図はピッチ誤差補
正パルスの8カ状態を示す図、 第4図はピッチ誤差計算手段のピッチ誤差補正パルスの
計算を説明するための図、 第5図はピッチ誤差補正計算手段の処理のフローチャー
ト、 第6図は従来のピッチ誤差補正方式のピッチ誤差補正パ
ルスの例を示す図である。 前処理手段 補間手段 現在値レジスタ 一ピッチ誤差計算手段 加算器 プロセッサ OM AM 不揮発性メモリ 4a 加ニブログラム 表示装置 キーボード 軸制御回路 サーボアンプ サーボモータ パルスワーダ ノ(ス ポールネジ ナツト テーブル 特許出願人 ファナック株式会社 代理人   弁理士  服部毅巖 P。 P ABSP。 BSM 第 図 第 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)数値制御工作機械におけるボールネジのピッチ誤
    差の補正を行うピッチ誤差補正方式において、 ピッチ誤差補正データを格納するメモリと、補間手段の
    出力パルスを積算して、現在値を格納する現在値レジス
    タと、 前記現在値を読み取り、前記現在値の区間のピッチ誤差
    補正量を等間隔で出力するピッチ誤差計算手段と、 前記補間手段からの補間パルスと、前記ピッチ誤差補正
    量とを加算して軸制御回路に出力する加算器と、 を有することを特徴とするピッチ誤差補正方式。
  2. (2)前記ピッチ誤差計算手段は、機械原点から前記現
    在値の区間の最初の点までの累積ピッチ誤差量と、前記
    点から現在値までに出力すべきピッチ誤差補正パルスを
    加算して、現在値の累積ピッチ誤差補正量を求め、 前記累積ピッチ誤差補正量と前回の計算時の累積ピッチ
    誤差補正量との差からピッチ誤差補正パルスを求めるこ
    とを特徴とする請求項1記載のピッチ誤差補正方式。
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