JPH0780752A - 数値制御方法および数値制御システム - Google Patents

数値制御方法および数値制御システム

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JPH0780752A
JPH0780752A JP5228711A JP22871193A JPH0780752A JP H0780752 A JPH0780752 A JP H0780752A JP 5228711 A JP5228711 A JP 5228711A JP 22871193 A JP22871193 A JP 22871193A JP H0780752 A JPH0780752 A JP H0780752A
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JP5228711A
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Yasuo Okazawa
泰夫 岡沢
Kenzo Sato
賢蔵 佐藤
Hideki Tanaka
秀規 田中
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Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】形状の局部的な変動、および被加工物の縁部に
ついても、木目細かく対応することができて、精度良く
加工することができる数値制御方法および数値制御シス
テムを提供する。 【構成】設計値加工形状データを入力して、設計値NC
プログラムを作成し、これに基ずいて、加工機1で被加
工物の加工を行なう数値制御システムにおいて、形状測
定装置100により形状誤差を測定して、NCプログラ
ム実行部19により、当誤差が許容範囲内か否かを判定
し、許容範囲外の時は、当実行部19は操作者に補正デ
ータ入力を促すメッセージを表示させる。操作者は補正
データを入力し、補正加工形状データを作成し、補正N
Cプログラム作成部13により補正NCプログラムを作
成し、記憶部17に記憶して解析部18で解析し、NC
プログラム実行部により実行して、加工機1において補
正加工を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、数値制御装置(NC装
置)の数値制御方法および数値制御システムに関する。
【0002】
【従来の技術】NC装置による数値制御加工において
は、加工終了後に被加工物の形状(実形状)を測定し、
所望の形状に対して誤差が生じた場合には、その誤差を
修正する加工を行う場合がある。従来の補正の方法は、
入力部から誤差データを読み込み、その誤差データから
補正加工の補正形状データを作成し、補正形状データ記
憶部で記憶する。次に、補正形状データに基づいて、補
正形状を近似する多項式を求める。ついで、この式に従
って、数値制御装置(NC装置)の指令プログラムを作
成して、補正加工を行うことで、所望の形状を達成して
いた。
【0003】図3に、実形状、誤差、設計値形状、補正
量、補正形状の関係を示す。曲線40が設計値形状を示
し、曲線41が実形状を示す。曲線40と曲線41と
の、X座標の値が等しい点のZ座標の値の差が、誤差4
3である。この誤差の値と等しい量だけ、設計値形状を
示す曲線40から、曲線41とZ軸方向において反対側
に補正量44をとって曲線42を定め、この曲線42を
補正形状とする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の補正
方法においては、補正形状データの多項式近似を行なう
際に、形状のすべてに対応し切れるとは限らない。例え
ば、局部的に、周りの形状から大きく離れてしまってい
るため、多項式で近似できず、その部分だけ近似式から
大きくはずれてしまう点(特異点)が生じることがあ
る。この場合、その局部的な部分は、希望通りの加工を
行うことが困難となる。
【0005】また、例えば、図10のように、被加工物
の縁部においては、測定を行なうことができないので、
縁部の周辺で測定された形状誤差のデータに基づいて補
間を行ない、補正データである近似多項式(あるいは直
線)を推定して発生する。しかしながら、上記縁部の周
辺で測定された形状誤差のデータが誤っていて、該デー
タが示す直線または曲線の中での特異点になっている場
合などは、縁部の補正データも誤ったものとなってしま
う。このため、希望通りの加工を行うためには、時間が
かかってしまう。
【0006】本発明の目的は、形状の局部的な変動、お
よび被加工物の縁部についても、木目細かく対応するこ
とができ、精度良く加工することができる補正形状デー
タを作成する数値制御方法および数値制御システムを提
供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によれば、被加工物の理想形状についての誤
差データから、補正加工を行なうための補正形状データ
を作成する数値制御システムにおいて、前記誤差データ
を外部へ出力する出力手段と、該出力手段に出力された
誤差データに基づく、前記被加工物を理想形状にするた
めの補正データを、外部から入力する第1の入力手段
と、前記被加工物の理想形状に関する設計値データを入
力する第2の入力手段と、該設計値データと前記補正デ
ータとに基づいて、前記補正形状データを作成する補正
形状データ作成手段とを備えることができる。
【0008】
【作用】本発明では、被加工物の理想的な形状である設
計値形状と実形状との差である形状誤差を測定し、この
形状誤差が予め定められた範囲内にある場合には、加工
を終了する(前記加工の補正形状を多項式で近似して、
補正加工を行なうようにしてもよい)。前記形状誤差が
予め定められた範囲内に無い場合には、操作者に補正デ
ータの入力を促し、入力された補正データに基づいて補
正加工を行なうためのプログラムを作成する。そして、
このプログラムに基づいて補正加工を行なう。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。
【0010】図2に、本発明の数値制御方法が適用され
る数値制御システムの一実施例の構成のブロック図を示
す。図8に、本実施例で用いられるNCプログラム作成
装置40のハードウエアシステム構成の一例を示す。
【0011】図2において、本実施例は、被加工物50
に対する加工を行なう加工機1と、これに接続されるN
Cコントローラ30と、加工機1に設けられて、被加工
物50の形状を測定する形状測定装置100と、形状測
定結果を参照して、NC加工プログラムを作成するNC
プログラム作成装置40とを有する。
【0012】形状測定装置100は、被加工物50に対
して相対移動可能に設けられて、被加工物50の相対位
置関係を検出する測定端子70と、予め定めた原点を基
準として、この測定端子70の位置を測定する位置測定
器90と、測定データの処理を行なって形状測定値を求
める情報処理装置10とで構成される。
【0013】測定端子70と位置測定器(測長計91)
90とは、図2に示すように、加工機1に搭載される。
【0014】加工機1は、被加工物50およびこれを保
持すると共に回転駆動するワーク駆動機構87と、駆動
機構87を載置するステージ81と、ステージ81を移
動自在に支持するための支持台82と、ステージ81を
必要量移動させるためのステージ駆動装置83と、工具
台51および測定端子70を支持するためのステージ8
4と、ステージ84を移動自在に支持するための支持台
85と、ステージ84を必要量移動させるためのステー
ジ駆動装置86とを有する。
【0015】NCコントローラ30は、加工プログラム
にしたがって、加工機1の、ステージ駆動装置83,8
6およびワーク駆動機構87の動作を制御する。また、
形状測定を行なう際に、NCプログラム作成装置40か
らの指示に応じて、ステージ駆動装置83,86の動作
を制御する。
【0016】NCプログラム作成装置40は、NCコン
トローラ30の制御プログラム、および、加工、測定等
のために必要な各種パラメータを作成して、これに出力
すると共に、情報処理装置10からの形状測定情報を取
り込んで、修正プログラム、パラメータ等を作成して、
NCコントローラ30に送る。
【0017】NCプログラム作成装置40は、図8に示
すように、中央処理ユニット(CPU)401と、CP
U401のプログラムおよび各固定データを記憶する第
1のメモリ(ROM)402と、外部から読み込んだデ
ータ、演算結果等を格納する第2のメモリ(RAM)4
03と、NCコントローラ30とのデータの授受を行な
うインタフェース404と、情報処理装置10との接続
を行なうNCプログラム作成装置インタフェース405
と、入力装置406と、表示装置407とを有する。
【0018】情報処理装置10は、図示していないが、
NCプログラム作成装置40から送られる測定指令を受
けて測定端子70からの出力信号を取り込んで、被加工
物の形状を測定する形状測定手段と、各測定点について
の測定値を記憶する形状測定値記憶手段と、形状測定値
をNCプログラム作成装置40に出力する形状測定値出
力部とを有する。
【0019】測定端子70は、例えば、差動トランス型
の測定プローブにより構成され、予め定めた基準点、例
えば、中心位置から±の変位量を示す信号を出力する。
測定端子70は、本実施例では、接触式の例を示すが、
非接触式であってもよい。
【0020】位置測定器90は、本実施例では、光学式
の測長計91が用いられる。すなわち、ステージ81に
ミラー94が、ステージ84にミラー96がそれぞれ取
り付けられ、前者には、ミラー92および93を介し
て、また、後者には、ミラー95を介して、それぞれ光
線が入射される。本実施例の測長計91は、ミラー94
および96の変位を光学的に測定すると共に、予め定め
た原点を基準とする座標データを出力する。本実施例で
は、加工機1に備え付けられているものを共用している
が、独自に設けてもよい。
【0021】次に、図1に、本発明のNCプログラム作
成装置40の機能ブロック図を示す。
【0022】図1において、操作入力表示出力部14
は、操作者20からの操作の指示を入力し、また、操作
者20へのメッセージ等の指示を出力する。設計値加工
形状データ入力部15は、理想的な加工形状に関するデ
ータを入力して記憶する。このデータは、操作者の必要
に応じて、操作入力表示出力部14に出力される。ま
た、後述する補正加工形状データ作成部12で使用され
る。設計値NCプログラム作成部16は、設計値加工形
状データ入力部15により入力された理想的な加工形状
に基づいて、NCプログラムを作成する。NCプログラ
ム記憶部17は、前記設計値NCプログラム作成部16
または口述する補正NCプログラム作成部13において
作成されたプログラムを記憶する。NCプログラム解析
部18は、前記NCプログラム記憶部17に記憶された
プログラムを解析する。NCプログラム実行部19は、
前記NCプログラム解析部18により解析されたプログ
ラムを実行して、被加工物を加工機により加工する。
【0023】形状測定装置100は、加工された被加工
物の加工面の形状を測定し、この測定結果を、NCプロ
グラム実行部19に伝達する。NCプログラム実行部1
9は、伝達された測定結果に基づき、加工面の形状の誤
差を算出し、この誤差の値と予め定められた許容誤差値
とを比較して、前記形状誤差が許容誤差内にあるか否か
を判定する。許容誤差内にあると判定された場合には、
この形状誤差を示すグラフと、加工を終了する旨とを操
作入力表示出力部14に伝達し、この旨を示すメッセー
ジとグラフとを前記操作入力表示出力部14に表示させ
る。許容誤差内に無いと判定された場合には、この形状
誤差を示すグラフと、操作者に補正データの入力を促す
メッセージとを、操作入力表示出力部14に伝達して表
示させる。
【0024】このメッセージを受けて、操作入力表示出
力部14から操作者により補正データが入力される。補
正データ入力部11は、操作入力表示出力部14から入
力された補正データを入力する。このデータは、操作者
の必要に応じて、操作入力表示出力部14に出力され
る。補正加工形状データ作成部12は、補正データ入力
部11により入力された補正データと、設計値加工形状
データ入力部15により入力された設計値加工形状デー
タとに基づいて、設計値加工形状データに補正データを
加えた補正加工データを作成する。補正NCプログラム
作成部13は、前記補正加工データから、補正NCプロ
グラムを作成し、NCプログラム記憶部17に記憶させ
る。この補正NCプログラムは、NCプログラム解析部
18で解析され、NCプログラム実行部19で実行され
る。
【0025】次に、図1および図9を用いて、本発明に
よるNCプログラム作成装置40の動作について説明す
る。
【0026】まず、操作者は、設計値加工形状データ
を、操作入力表示出力部14から入力する。このデータ
は、設計値加工形状データ入力部に入力される(ステッ
プ910)。次に、前記設計値形状データを用いて、設
計値NCプログラム作成部16により、設計値NCプロ
グラムを作成する(ステップ920)。作成されたNC
プログラムは、NCプログラム記憶部17に記憶された
のち、NCプログラム解析部18において解析され、N
Cプログラム実行部19により実行されて、加工機にお
いて被加工物の加工が行なわれる(ステップ930)。
【0027】加工が行なわれたのち、形状測定装置10
0により、被加工物の設計値形状(理想形状)と、実形
状との差である形状誤差を測定する。この形状誤差は、
NCプログラム実行部を介して、操作入力表出力部14
に表示される(ステップ940)。この表示の具体例を
図4に示す。
【0028】次に、NCプログラム実行部19により、
形状誤差が許容範囲内にあるか否かを判定する(ステッ
プ950)。許容範囲内にあると判定された場合には、
加工を終了する。許容範囲内に無いと判定された場合に
は、この旨を操作入力表示出力部14に伝え、操作者
に、補正データを入力するように促すメッセージを表示
させる。操作者は、このメッセージを見て、補正データ
を操作入力表示出力部14に入力する。この補正データ
は、補正データ入力部11により入力される(ステップ
960)。補正データの具体例を、図5および図6に示
す。図5は、直接に数値を入力する場合の例である。図
6について説明すると、形状誤差50を横軸を基準に反
転させた破線51を補正量としたり、破線51を横軸に
平行に移動量54だけ移動した実線52を補正量とした
り、カーソル53により変更したい位置と補正量とを指
定して局部55のように自由な形状に変更する。図7
は、カーソルの位置を数値で表示している。補正入力操
作に連動して補正位置と補正量が変化しグラフ表示も同
時に変化するようにする。また、図11に示すように、
すでに入力された補正データの表示をみながら補正デー
タを追加・変更してもよい。これは、以前に入力されて
いる補正データの表示をみながら補正データを追加・変
更したり、計算式により算出した補正データの表示をみ
ながら補正データを追加・変更するようにしてもよい。
【0029】図9に戻り、さらに、入力された補正デー
タおよび設計値加工形状データ(レンズの直径等)か
ら、補正加工形状データ作成部12により補正加工形状
データを作成する(ステップ970)。
【0030】ここで、入力された補正データからの補正
加工形状データの作成のしかたについて説明する。たと
えば、被加工物の形状を、次のような多項式で近似する
場合について考える。
【0031】
【数1】
【0032】補正データが3点与えられ、これらの座標
位置が、
【0033】
【数2】
【0034】であったとすると、
【0035】
【数3】
【0036】が成り立つ。この連立方程式を、ガウス・
ジョルダン法等により解いて、C1,C2,C3を求
め、これらを補正加工形状データの一部とする。また、
設計値加工形状データによる被加工物の被加工面の大き
さ、工具径、加工原点等も補正加工形状データの一部と
する。上記のガウス・ジョルダン法については、「基礎
数値解析」(松山実著、昭晃堂)の23頁から29頁に
詳述されている。
【0037】この補正加工形状データから、補正NCプ
ログラム作成部13により、補正NCプログラムを作成
する(ステップ980)。この補正NCプログラムをN
Cプログラム記憶部17に記憶し、NCプログラム解析
部18で解析し、NCプログラム実行部により実行し
て、加工機1において補正加工を行なう(ステップ99
0)。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、形状の局部的な変動、
および被加工物の縁部についても、木目細かく対応する
ことができて、精度良く加工することができる補正形状
データを作成する機能を有する数値制御方法および数値
制御システムを提供することができる。
【0039】また、本発明によれば、補正加工に必要な
補正加工形状データを変更するとき、加工形状の複雑さ
と、加工機の工具に関する加工条件と、形状誤差とに応
じて、変更が可能になり融通がきくため、補正加工形状
データを算出する演算部が複雑にならない。さらに、加
工形状誤差を小さくすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のNCプログラム作成装置40の機能ブ
ロック図。
【図2】本発明の一実施例を適用した数値制御システム
の構成を示すブロック図。
【図3】実形状、誤差、設計値形状、補正量、補正形状
の関係を示す説明図。
【図4】形状誤差の表示の具体例を示す説明図。
【図5】補正データの入力の具体例を示す説明図。
【図6】補正データの入力の具体例を示す説明図。
【図7】カーソル位置の表示の説明図。
【図8】本実施例で用いられるNCプログラム作成装置
40のハードウエアシステム構成の一例を示すブロック
図。
【図9】本発明のNCプログラム作成装置40の動作手
順を示すフローチャート。
【図10】被加工物の縁部の測定に関する説明図。
【図11】補正データの入力の具体例を示す説明図。
【符号の説明】
1…加工機、11…補正データ入力部、12…補正加工
形状データ作成部、13…補正NCプログラム作成部、
14…操作入力表示出力部、15…設計値加工形状デー
タ入力部、16…設計値NCプログラム作成部、17…
NCプログラム記憶部、18…NCプログラム解析部、
19…NCプログラム実行部、40…NCプログラム作
成装置、100…形状測定装置。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被加工物の理想形状についての誤差データ
    から、補正加工を行なうための補正形状データを作成す
    る数値制御システムにおいて、 前記誤差データを求め、 前記誤差データが、予め定められた範囲である許容誤差
    範囲内であるか否かを判定し、 該判定により、前記誤差データが前記許容誤差範囲内に
    無いと判定された場合に、該誤差データを操作者に提示
    し、 該提示された誤差データに基づく、前記被加工物を理想
    形状にするための補正データを作成し、 前記被加工物の理想形状を表す設計値データと前記補正
    データとに基づいて、前記補正形状データを作成するこ
    とを特徴とする数値制御方法。
  2. 【請求項2】被加工物の理想形状についての誤差データ
    から、補正加工を行なうための補正形状データを作成す
    る数値制御システムにおいて、 前記誤差データを外部へ出力する出力手段と、 該出力手段に出力された誤差データに基づく、前記被加
    工物を理想形状にするための補正データを、外部から入
    力する第1の入力手段と、 前記被加工物の理想形状に関する設計値データを入力す
    る第2の入力手段と、 該設計値データと前記補正データとに基づいて、前記補
    正形状データを作成する補正形状データ作成手段と、 を備えることを特徴とする数値制御システム。
  3. 【請求項3】請求項2において、 前記誤差データが、予め定められた範囲である許容誤差
    範囲内であるか否かを判定する判定手段を備え、 該判定手段により、前記誤差データが前記許容誤差範囲
    内に無いと判定された場合に、前記第1の入力手段によ
    り補正データを外部から入力することを特徴とする数値
    制御システム。
JP5228711A 1993-09-14 1993-09-14 数値制御方法および数値制御システム Withdrawn JPH0780752A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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