JPH07110470B2 - マシニングセンタにおけるワーク取付誤差補正装置 - Google Patents

マシニングセンタにおけるワーク取付誤差補正装置

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JPH07110470B2
JPH07110470B2 JP61082888A JP8288886A JPH07110470B2 JP H07110470 B2 JPH07110470 B2 JP H07110470B2 JP 61082888 A JP61082888 A JP 61082888A JP 8288886 A JP8288886 A JP 8288886A JP H07110470 B2 JPH07110470 B2 JP H07110470B2
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machining
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安雄 太田
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マシニングセンタにおいてワークが所望通り
にパレット上に搭載されない場合の取付誤差補正装置に
関し、特に、ワークの複数の加工面に対する補正を迅速
に行うマシニングセンタにおけるワーク取付誤差補正装
置に関する。
〔従来の技術〕
従来より、マシニングセンタにおいて、ワークを取り付
ける際に、基準ブロックのズレや取付ミスなどにより、
ワークが所望通りにパレット上に搭載されない場合があ
る。一般に、加工データは(図面にせよ、図面に基づく
NC加工データにせよ)ワークが所定の基準位置に取り付
けられるものとして作成されているので、搭載位置が基
準位置からズレている場合には、当然その修正を行わな
ければならない。従来は、これを、センサによる心出し
機能を用い、複数の加工面毎に座標系を設定し直して行
っていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、上記の如き従来の方法では、各面毎に位置の検
出を行うため、測定時間がかかり過ぎることや、各面毎
に心出しのための穴等が必要で、心出しのための面が黒
皮だと実施し難いことなどの実用上の欠点があった。
本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたもの
で、所望の或る加工面にセンサを接触させて心出し動作
を行うだけで、その結果の補正量を所望のある加工面を
含むすべてのこの加工面に対して所定の角度を有する別
な加工面に反映させ、自動的に座標系を設定し直すこと
の可能なマシニングセンタのワーク取付誤差補正装置を
提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明において、上記の問題点を解決するための手段
は、ワークの複数加工面のうち、所望の1面を代表加工
面として選択し、この代表加工面の加工面座標系を設定
するための座標系設定値に対してワーク取付け誤差を補
正するための補正値を使用して、他の加工面の加工面座
標系を設定するための座標設定値を補正して前記ワーク
の取付け誤差を補正するマシニングセンタにおけるワー
ク取付誤差補正装置であって、 プログラム原点を基準とする前記加工面座標系で、前記
ワークの前記代表加工面を含む各加工面を加工するNC加
工プログラムが格納されるNC加工プログラム・メモリ
と、工具またはセンサを装着するための主軸または前記
ワークを、前記マシニングセンタの主軸軸線方向および
この主軸軸線方向と直交する2つの軸線方向に、相対的
に移動、位置決めさせる駆動手段と、前記主軸に挿着さ
れるとともに先端にプローブを有し、このプローブが前
記ワークに接触したときに接触信号を出力する検出手段
と、この検出手段より接触信号が出力されたときの前記
主軸または前記ワークの移動位置データが前記機械原点
を基準とする機械座標系の座標値として読み取られる現
在値レジスタと、前記検出手段を前記ワークの代表加工
面を接触させる計測動作プログラムが格納される計測動
作プログラム・メモリと、前記ワークの代表加工面およ
びこの代表加工面に対して所定の角度を有する各加工面
毎に、前記機械原点から各加工面毎の加工面座標系のプ
ログラム原点までの距離である座標系設定値と、前記代
表加工面からの割出し角度とが設定登録されている加工
面データ設定メモリと、前記検出手段が出力した接触信
号と、この接触信号出力時の前記現在値レジスタの位置
データが入力され、NC加工プログラム作成時の前記代表
加工面の加工面座標系のプログラム原点位置に対応する
実際に取付けられた前記ワークのプログラム原点位置で
ある計測点位置を前記機械座標系の座標値で求めるとと
もに、この計測点位置と前記代表加工面の座標系設定値
とから前記代表加工面のワーク取付け誤差を補正するた
めの補正値を演算処理する計測点補正値演算処理部と、
この計測点補正値演算処理部で演算処理された前記補正
値が保持される計測点補正値レジスタと、この計測点補
正値レジスタに保持された前記補正値と、前記加工面デ
ータ設定メモリに登録されている前記ワークの前記代表
加工面を含む各加工面に対応する前記座標系設定値、前
記割出し角度から、前記代表加工面を含む各加工面のワ
ーク取付け誤差を補正した各加工面毎の座標系設定デー
タを演算処理して求める座標系演算処理部と、この座標
系演算処理部で求められた前記代表加工面を含む各加工
面毎の座標系設定データがテーブル的に設定登録される
座標系設定メモリと、前記各処理部、前記各手段、前記
各レジスタおよび前記各メモリを統轄制御する中央処理
装置とからなり、 前記NC加工プログラムを実行する際、前記座標系設定メ
モリに登録されている前記代表加工面を含む各加工面
を、各加工面に対応した座標系設定データで加工面座標
系を設定して加工を行うことで、前記ワークの取付け誤
差を補正して加工できるようにしたことを特徴とするマ
シニングセンタにおけるワーク取付誤差補正装置とする
ものである。
〔作用〕
取付けられたワークの代表加工面のプログラム原点(計
測点)位置が、NC加工プログラム上での代表加工面のプ
ログラム原点(基準位置)に対して有する取付誤差を検
出手段のプローブから代表加工面の基準点に接触した時
の、機械原点からの前記基準点までの実際位置における
座標値と前記加工面データ設定メモリ内の代表加工面の
座標系設定値との差より演算する。次に、座標系演算処
理部にて、代表加工面の基準点における補正値に基づき
代表加工面の座標系設定値を補正すると共に、各加工面
の座標系設定値および各加工面の割出し角度と演算し、
各加工面の補正された座標系設定データを求め、座標系
設定メモリにこの座標系演算処理部にて求められた各加
工面の補正された座標系設定データをテーブル的に対応
させて記憶する。そして、NC加工プログラムを実行する
際、前記座標系設定メモリに登録されている前記代表加
工面を含む各加工面を、各加工面に対応した座標系設定
データで加工面座標系を設定して加工を行うことで、前
記ワークの取付け誤差を補正して加工できるようにす
る。
〔実施例〕
以下、本発明を、実施例とその図面を参照して詳細に説
明する。
第1図は、本発明を実施したマシニングセンタにおける
ワーク取付誤差補正装置の構成の一例を示すブロック図
である。第1図において、ワーク取付誤差補正装置は、
CPU1と、テープリーダ及びキーボードを含む入出力手段
2と、そのテープリーダにより読み取られたNC加工プロ
グラムを格納するNC加工プログラム・メモリ3と、その
NC加工データに基づいて工具またはセンサを装着するた
めの主軸またはワークを、マシニングセンタの主軸軸線
方向およびこの主軸軸線方向と直交する2つの軸線方向
に、相対的に移動、位置決めさせる駆動手段4と、前記
主軸に挿着されるとともに先端にプローブを有し、この
プローブが前記ワークに接触したときに接触信号を出力
する検出手段6と、この検出手段6より接触信号が出力
されたときの前記主軸または前記ワークの移動位置デー
タが前記機械原点を基準とする機械座標系の座標値とし
て読み取られる現在値レジスタ5と、検出手段6で前記
ワークの代表加工面を接触させる計測動作プログラムが
格納される計測動作プログラム・メモリ7と、前記ワー
クの代表加工面およびこの代表加工面に対して所定の角
度を有する各加工面毎に、前記機械原点から各加工面毎
の加工面座標系のプログラム原点までの距離である座標
系設定値と、前記代表加工面からの割出し角度とが設定
登録されている加工面データ設定メモリ8と、検出手段
6が出力した接触信号と、この接触信号出力時の現在値
レジスタ5の位置データが入力され、NC加工プログラム
作成時の前記代表加工面の加工面座標系のプログラム原
点位置に対応する実際に取付けられた前記ワークのプロ
グラム原点位置である計測点位置を前記機械座標系の座
標値で求めるとともに、この計測点位置と前記代表加工
面の座標系設定値とから前記代表加工面のワーク取付け
誤差を補正するための補正値を演算処理する計測点補正
値演算処理部9と、この計測点補正値演算処理部9で演
算処理された前記補正値が保持される計測点補正値レジ
スタ10と、この計測点補正値レジスタ10に保持された前
記補正値と、加工面データ設定メモリ8に登録されてい
る前記ワークの前記代表加工面を含む加工面に対応する
前記座標系設定値、前記割出し角度から、前記代表加工
面を含む各加工面のワーク取付け誤差を補正した各加工
面毎の座標系設定データを演算処理して求める座標系演
算処理部11と、この座標系演算処理部で求められた前記
代表加工面を含む各加工面毎の座標系設定データが保持
される座標系設定データ・レジスタ12と、それら前記代
表加工面を含む各加工面毎の座標系設定データをテーブ
ル的に設定登録される座標系設定メモリ13とで構成され
ている。
上記の装置において、駆動手段4はX軸,Y軸及びZ軸の
3軸それぞれの駆動モータ4a,アンプ4b及び補間器(位
置制御回路)4cから成り、現在値レジスタ5へのデータ
は駆動モータ4aから補間器4cへとフィードバックされる
データを取り出して使用する。
検出手段6はプローブ6a,接触信号検出回路6b及びその
インターフェイス6cから成る。
第2図は、上記の検出手段6の機械的な構成を横型マシ
ニングセンタの一例によって示した概略構造図で、検出
手段は先端にプローブを有する検出手段6または工具と
ワークの接触を検知するタッチセンサが好適であり、第
2図(a)に示すように、工具の代わりに取り付けられ
たプローブ6aとワークWとが接触すると閉回路Ccが形成
されるように構成され、工具取付部分にはリングコアR
が配設されていて、そのリングコアRは、図(b)に示
すように、エキサイトコアER及び検出コアSRで成り、エ
キサイトコアERが主軸ヘッドに循環電流を流し、閉回路
であれば、検出コアSRがその循環電流を検知し、前記接
触信号検出回路6bが接触信号を発することになる。
第3図は、上記装置の動作手順を示すフローチャートで
ある。以下、動作手順に従って上記装置を詳細に説明す
る。
フローが開始され、CPU1から計測指令が発せられると、
まず第段として、代表加工面の計測が行われる。フロ
ーの第段として、第2図で示された検出手段6が接触
信号を発したかの判断が行われる。接触信号が発せられ
ると、CPU1は、アンド・ゲート101を介して、前記現在
値レジスタ5のその瞬間のデータ(X,Y,Z)を取り込
み、計測点補正値演算処理部9へ入力する。
第4図は、本発明の各データを平面図的に示す説明図で
ある。図中点線で示されているのは基準位置にあるべき
ワークW′であり、実線で示されているのは実際位置に
おけるワークWである。図中Bはパレットの旋回中心
で、前記検出手段6のプローブ6aは主軸Spに挿着され、
機械原点OM(この実施例では台4図に示される位置に主
軸Spが後退した位置を機械原点とする)からこの旋回中
心Bへの方向をZ軸とし、Z軸に直交かつ水平な方向
をX軸とし、垂直な方向をY軸として駆動される。尚、
本実施例においてはZ軸とX軸とを例として説明し、Y
軸については同様に処理し得るものとして説明を省略す
る。
ワークW(又はW′)は5つの加工面A1〜Anを有し、前
記フローの第段及び第段では、図中下方の横線で示
される加工面A1を代表加工面として、その代表加工面を
加工するためのNC加工プログラムの加工面座標系のプロ
グラム原点位置に対応する実際に取付けられた前記ワー
クのプログラム原点位置である計測点Poを前記機械座標
系の座標値で求める。計測点補正値演算処理部9へ入力
されたデータ(X,Y,Z)は、ワークが実際位置にある場
合のものなので、当然、基準位置からズレがある。基準
位置の場合のデータ(X′,Y′,Z′)は加工面データ設
定メモリ8に保持されているので、計測点補正値演算処
理部9は両方のデータを入力され、フローの第段とし
て、計測点補正値ΔX,ΔY,ΔZを、 ΔX=X−X′ ΔY=Y−Y′ ΔZ=Z−Z′ と演算する。演算結果は、計測点補正値レジスタ10に保
持される。
フローの第段では、この代表加工面A1で得たデータを
一般的な加工面Anに適用する演算を行う。第4図に示す
ように、加工面Anは代表加工面A1に対して角度θnを有
し、その角度θn及び加工面Anのプログラム原点P′に
対する機械原点Mからの座標系設定値(X′n,Y′n,
Z′n)は、やはり加工面データ設定メモリ8に保持され
ている。従って、計測点補正値レジスタ10に保持された
ワーク取付け誤差を補正するための補正量ΔXn,ΔYn,
ΔZnと、加工面データ設定メモリ8に登録されているワ
ークの代表加工面A1を含む各加工面Anに対応する座標系
設定値(X′n,Y′n′,Z′n)、割出し角度θnから、代
表加工面A1を含む各加工面Anのワーク取付け誤差を補正
した各加工面毎の座標系設定データ(Xn,Yn,Zn)を演算
処理して求めることができる。ここで、第4図に示すよ
うに、基準位置と実際位置とのズレの代表加工面A1に対
するズレ角度αは、 α=tan-1(ΔZ/ΔX) で得られ、図で明らかなように、 の演算で、ズレ量ΔXn,ΔYn,ΔZnを得ることができ
る。そして、加工面Anのプログラム原点Pの実際位置
における座標値(Xn,Yn,Zn)は、 Xn=X′n+ΔXn Yn=Y′n+ΔYn Zn=Z′n+ΔZn として算出することができ、座標系設定データ・レジス
タ12へ一旦保持される(プラス・マイナスは第4図の座
標値に基づく)。
フローの第段では、この座標系設定データを座標系設
定メモリ13の所要欄に書き込み、フローの第段とし
て、全加工面A1〜Anの書き込みが終了したことが確認さ
れれば、フローも終了する。
このように、本発明によれば、1つの代表加工面に対す
る計測を行うだけで、演算により容易に全加工面に対す
る補正値を得ることができる。
〔発明の効果〕
以上、説明したとおり、本発明によれば、所望の或る加
工面にセンサを接触させ心出しを行うだけで、計測結果
の補正量をすべての別な各加工面に反映させ、自動的に
座標系を設定し直すことができ、作業効率の向上に著し
く貢献し、実用価値の高いマシニングセンタのワーク取
付誤差補正装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
検出手段の構造図、第3図は上記実施例の動作手順のフ
ローチャート、第4図は各データの図形的説明図であ
る。 1;CPU、2;入出力手段、3;NC加工プログラム・メモリ、
4;駆動手段、5;現在値レジスタ、6;検出手段、7;計測動
作プログラム・メモリ、8;加工面データ設定メモリ、9;
計測点補正値演算処理部、11;座標系演算処理部、13;座
標系設定メモリ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ワークの複数加工面のうち、所望の1面を
    代表加工面とし、マシニングセンタのワーク取付け部に
    取付られた前記ワークの代表加工面の加工面座標系のプ
    ログラム原点に対するワーク取付け誤差を補正するため
    の補正値を求め、この補正値を使用して他の加工面の加
    工面座標系のプログラム原点に対するワーク取付け誤差
    を補正するマシニングセンタにおけるワーク取付誤差補
    正装置であって、 前記ワークの代表加工面または前記他の加工面のプログ
    ラム原点を基準とする前記加工面座標系で、前記ワーク
    の代表加工面を含む各加工面を加工するNC加工プログラ
    ムが格納されるNC加工プログラム・メモリと、 工具またはセンサを装着するための主軸または前記ワー
    クを、前記マシニングセンタの主軸軸線方向およびこの
    主軸軸線方向と直交する2軸線方向の各軸線方向に、相
    対的に移動、位置決めさせる駆動手段と、 前記主軸に装着されるとともに先端にプローブを有し、
    このプローブが前記ワークに接触したときに接触信号を
    送出する検出手段と、 この検出手段より接触信号が出力されたときの前記主軸
    または前記ワークの移動位置データが機械原点を基準と
    する機械座標系の座標値として読み取られる現在値レジ
    スタと、 前記検出手段を前記代表加工面の実際位置に接触させ
    て、前記NC加工プログラム作成時の前記ワークの代表加
    工面の加工面座標系のプログラム原点に対応する実際に
    取付けられた前記ワークのプログラム原点位置である計
    測点位置を計測する動作を有する計測動作プログラムが
    格納される計測動作プログラム・メモリと、 前記ワークの代表加工面およびこの代表加工面に対して
    所定の角度を有する各加工面毎に、前記機械原点から各
    加工面毎の加工面座標系のプログラム原点までの距離で
    ある座標系設定値と、前記代表加工面からの割出し角度
    とが設定登録されている加工面データ設定メモリと、 前記検出手段が接触信号を出力した時の前記現在置レジ
    スタの位置データが入力され、前記計測点位置を前記機
    械座標系の座標値で求めるとともに、この計測点位置と
    前記代表加工面の座標系設定値とから前記代表加工面の
    ワーク取付け誤差を補正するための補正値を演算処理す
    る計測点補正値演算処理部と、 この計測点補正値演算処理部で演算処理された前記補正
    値が保持される計測点補正値レジスタと、 この計測点補正値レジスタに保持された前記補正値と、
    前記加工面データ設定メモリに登録されている前記ワー
    クの前記代表加工面を含む各加工面に対応する前記座標
    系設定値、前記割出し角度から、前記代表加工面を含む
    各加工面の前記ワーク取付け誤差を補正した各加工面毎
    の座標系設定データを演算処理して求める座標系演算処
    理部と、 この座標系演算処理部で求められた前記代表加工面を含
    む各加工面毎の座標系設定データが設定登録される座標
    系設定メモリと、 前記各処理部、前記各手段、前記各レジスタおよび前記
    各メモリを統轄制御する中央処理装置とからなり、 前記NC加工プログラムを実行する際、前記座標系設定メ
    モリに登録されている座標系設定データで前記代表加工
    面を含む各加工面毎に加工面座標系を設定して加工を行
    うことで、前記ワークの取付け誤差を補正して加工でき
    るようにしたことを特徴とするマシニングセンタにおけ
    るワーク取付誤差補正装置。
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