JPH08110808A - Numerically controlled machine tool control method and apparatus - Google Patents
Numerically controlled machine tool control method and apparatusInfo
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- JPH08110808A JPH08110808A JP27297094A JP27297094A JPH08110808A JP H08110808 A JPH08110808 A JP H08110808A JP 27297094 A JP27297094 A JP 27297094A JP 27297094 A JP27297094 A JP 27297094A JP H08110808 A JPH08110808 A JP H08110808A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】数値制御工作機械の送り速度や送り方向の変化
に伴う加速度発生時の送り軸駆動系の弾性変形に起因す
る位置の誤差を補償して、高速、高精度加工を可能とす
る。
【構成】機械動作時の送り軸の駆動系の加速度を得、加
速度−誤差曲線メモリ３３に記憶されている、前記送り
軸が駆動されたとき、その駆動系に作用する加速度と前
記送り軸の駆動系の弾性変形による軸線方向の位置の誤
差との関係を用い、位置補正量演算部３４によって得ら
れた加速度に基づいてメモリ３３から該加速度に対応す
る前記送り軸の駆動系の軸線方向の位置の補正量を求
め、この位置補正量を加算部４に加算し、ＮＣプログラ
ムの位置指令を補正している。
(57) [Summary] [Purpose] High-speed, high-precision machining by compensating for position errors caused by elastic deformation of the feed axis drive system when acceleration occurs due to changes in the feed speed and feed direction of numerically controlled machine tools. Is possible. [Arrangement] The acceleration of a drive system of a feed shaft during machine operation is obtained, and when the feed shaft is driven, the acceleration stored in an acceleration-error curve memory 33 is applied to the drive system and the feed shaft. Based on the acceleration obtained by the position correction amount calculation unit 34 using the relationship with the axial position error due to the elastic deformation of the drive system, from the memory 33, the feed shaft corresponding to the acceleration in the axial direction of the drive system A position correction amount is obtained, and this position correction amount is added to the addition unit 4 to correct the position command of the NC program.
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、数値制御工作機械の制
御方法及び装置に関し、特に送り軸の駆動系の弾性変形
に起因する位置誤差を除去する数値制御工作機械の制御
方法及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control method and apparatus for a numerically controlled machine tool, and more particularly to a control method and apparatus for a numerically controlled machine tool that removes position errors caused by elastic deformation of a drive system of a feed shaft.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＮＣプログラムにより回転が制御される
送りモータの回転運動をボールネジとナットを介して直
線運動に変換し、送り軸を制御する数値制御工作機械で
は、種々の原因でＮＣプログラムにより指令された位置
と実際の位置との間に誤差が生ずる。2. Description of the Related Art In a numerically controlled machine tool that controls a feed shaft by converting a rotational movement of a feed motor whose rotation is controlled by an NC program into a linear movement via a ball screw and a nut, an NC program gives a command due to various causes. There is an error between the registered position and the actual position.
【０００３】その中の一つにＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に送り移
動されるテーブル、サドル等の移動体がベースに対して
ピッチング動作をするために生じる位置誤差がある。こ
の位置誤差をＮＣ装置を用いて修正するための方法に関
する発明が、特開平４−３６１１９４号公報に開示され
ている。この発明は、例えばワークを載せるテーブルに
モデルワークを載せ、Ｘ及びＹ軸方向に種々の位置に移
動させ、各位置における位置誤差を求め、その値を記憶
回路に予め記憶させる。この記憶はワークの重量別に行
う。One of them is a position error caused by a movable body such as a table and a saddle which is fed and moved in the X, Y and Z axis directions to perform a pitching operation with respect to the base. An invention relating to a method for correcting this position error using an NC device is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-361194. In the present invention, for example, a model work is placed on a table on which the work is placed, the model work is moved to various positions in the X and Y axis directions, the position error at each position is obtained, and the value is stored in a storage circuit in advance. This memory is stored for each work weight.
【０００４】実際に加工するワークがテーブルに載せら
れたときは、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の各送り軸は、施すべき加工
に応じて種々の位置に移動させられるが、このときＮＣ
装置は、記憶回路から前記位置誤差を修正値として読み
出し、この位置誤差分を補正しながら各送り軸を移動さ
せる。このようにして、ワークが載ったテーブルは、ピ
ッチング動作による位置誤差を修正しながら移動すると
いうものである。When the workpiece to be actually machined is placed on the table, the respective feed axes of the X, Y and Z axes are moved to various positions according to the machining to be carried out.
The device reads the position error as a correction value from the memory circuit, and moves each feed axis while correcting the position error. In this way, the table on which the work is placed moves while correcting the position error due to the pitching operation.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】近年送り速度の高速化
に伴い、送り運動時に送り軸の駆動系に発生する送り速
度や送り方向の変化に伴う加速度により、当該駆動系の
各部（モータ部、ベアリング部、ボールネジ部、ボール
ナット部等）で生ずる弾性変形による位置誤差が無視で
きなくなってきた。With the increase in the feed rate in recent years, each part of the drive system (motor part, motor part Positional errors due to elastic deformation in bearings, ball screws, ball nuts, etc.) cannot be ignored.
【０００６】すなわち、送り速度や送り方向が変化する
際の加速度に起因して機械的駆動系に弾性変形が生じ、
この弾性変形が生じている間は、軸方向の位置の誤差が
一時的に発生し、動作軌跡の誤差となる。例えば、２軸
の輪郭制御で真円切削を行なおうとすると、弾性変形の
大きい軸ほど余分に動作してしまい、加工精度が劣化す
る。したがって、加速度が大きいほど上記軌跡誤差が大
きくなるため、高精度加工を必要とする場合、加速度を
小さくしなければならず、結局、送り速度を下げなけれ
ばならなくなり、加工速度が低下してしまうという問題
がある。That is, elastic deformation occurs in the mechanical drive system due to the acceleration when the feed speed or feed direction changes,
While this elastic deformation is occurring, an axial position error temporarily occurs, resulting in a motion trajectory error. For example, if it is attempted to perform true circle cutting by biaxial contour control, an axis having a greater elastic deformation will be operated more redundantly and the machining accuracy will be deteriorated. Therefore, the larger the acceleration, the larger the above-mentioned trajectory error. Therefore, when high-precision machining is required, the acceleration must be reduced, and eventually the feed rate must be reduced, which reduces the machining rate. There is a problem.
【０００７】前述の特開平４−３６１１９４号公報に開
示の従来技術は、ワークの重量および各送り軸の移動体
の位置によって決まるいわば静的な誤差を補償するもの
であり、このような加速度によって決まるいわば動的な
誤差をリアルタイムで補償することはできず、上記問題
の解決には使えない。The prior art disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-361194 described above compensates for a so-called static error determined by the weight of the work and the position of the moving body of each feed shaft. It is impossible to compensate the dynamic error that is determined, so to speak, and it cannot be used to solve the above problem.
【０００８】そこで、本発明の目的は、送り速度や送り
方向の変化に伴う加速度発生時の送り軸駆動系の弾性変
形に起因する位置の誤差を補償して、高速、高精度加工
を可能とする数値制御工作機械の制御方法及び装置を提
供することにある。この制御装置には、高速・高精度加
工を可能とする数値制御工作機械全体を含む。Therefore, an object of the present invention is to compensate for position error caused by elastic deformation of the feed shaft drive system when acceleration occurs due to changes in feed speed and feed direction, thereby enabling high speed and high precision machining. To provide a control method and apparatus for a numerically controlled machine tool. This control device includes the entire numerically controlled machine tool that enables high-speed and high-precision machining.
【０００９】なお、送り軸にはＸ，Ｙ，Ｚ軸等の直線送
り軸とＡ，Ｂ，Ｃ軸等の回転送り軸とがあり、ここでは
あらゆる送り軸を対象としている。また、駆動系とは、
その送り軸の移動体の移動を行わせる駆動源から移動体
までの各駆動要素全体をいう。The feed axes include linear feed axes such as the X, Y and Z axes and rotary feed axes such as the A, B and C axes, and all feed axes are targeted here. In addition, the drive system
The entire drive element from the drive source to the moving body that causes the moving body of the feed shaft to move.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明による数値制御工作機械の制御方法は、送り
軸の駆動系に作用する加速度と該駆動系の弾性変形によ
る移動体の軸線方向の位置の誤差との間には、相関関係
があることに着目し、この相関関係を予め実測、記憶
し、機械動作時の送り軸の駆動系の加速度を求め、その
求めた加速度に対応した位置の補正量を前記記憶した加
速度と位置の誤差との相関関係から求め、数値制御工作
機械に入力されたＮＣプログラムの位置指令をリアルタ
イムで補正するようにしたものである。すなわち、本発
明による数値制御工作機械の制御方法は、数値制御工作
機械の各送り軸の移動体の位置制御を行う制御方法にお
いて、前記各送り軸の移動体が駆動されたとき、その駆
動系に作用する加速度と、前記各送り軸の位置指令に対
する前記各送り軸の駆動系の弾性変形による前記移動体
の軸線方向の位置の誤差との関係を予め記憶し、機械動
作時の前記各送り軸の駆動系に作用する加速度を得て、
前記記憶した加速度と位置の誤差との関係から、前記得
られた加速度に対応する前記移動体の軸線方向の位置の
補正量を求め、前記求めた位置の補正量に基づいて前記
位置の誤差を補償するように前記各送り軸の位置指令を
補正して数値制御工作機械を動作させるように構成され
る。In order to solve the above-mentioned problems, a control method for a numerically controlled machine tool according to the present invention is directed to an acceleration acting on a drive system of a feed shaft and an axis line of a moving body due to elastic deformation of the drive system. Focusing on the fact that there is a correlation with the position error in the direction, this correlation is actually measured and stored in advance, the acceleration of the drive system of the feed axis during machine operation is calculated, and it corresponds to the calculated acceleration. The position correction amount is obtained from the correlation between the stored acceleration and position error, and the position command of the NC program input to the numerically controlled machine tool is corrected in real time. That is, a control method for a numerically controlled machine tool according to the present invention is a control method for controlling the position of a moving body of each feed axis of a numerically controlled machine tool, wherein when the moving body of each feed axis is driven, its drive system is The relationship between the acceleration acting on each of the feed shafts and the position error in the axial direction of the moving body due to the elastic deformation of the drive system of each feed shaft with respect to the position command of each feed shaft is stored in advance, and each feed during machine operation Obtain the acceleration acting on the drive system of the axis,
From the relationship between the stored acceleration and the position error, a correction amount of the axial position of the moving body corresponding to the obtained acceleration is calculated, and the position error is calculated based on the calculated correction amount of the position. It is configured to correct the position command of each of the feed axes so as to compensate and operate the numerically controlled machine tool.
【００１１】本発明による数値制御工作機械の位置制御
装置は、数値制御工作機械の各送り軸の移動体の位置制
御を行う制御装置において、機械動作時の前記各送り軸
の駆動系に作用する加速度を得る加速度取得手段と、前
記各送り軸の移動体が駆動されたとき、その駆動系に作
用する加速度と、前記各送り軸の位置指令に対する前記
各送り軸の駆動系の弾性変形による前記移動体の軸線方
向の位置の誤差との関係を予め記憶する記憶手段と、前
記加速度取得手段で得られた加速度に基づいて前記記憶
手段に記憶された加速度と位置の誤差との関係から前記
得られた加速度に対応する前記移動体の軸線方向の位置
の補正量を求める位置補正量取得手段と、前記位置補正
量取得手段で得られた位置の補正量に基づいて前記位置
の誤差を補償するように前記各送り軸の位置指令を補正
する補正手段と、を備えて構成される。A position controller for a numerically controlled machine tool according to the present invention is a controller for controlling the position of a moving body of each feed shaft of a numerically controlled machine tool, and acts on a drive system of each feed shaft during machine operation. Acceleration acquisition means for obtaining acceleration, acceleration acting on the drive system when the moving body of each feed shaft is driven, and the elastic deformation of the drive system of each feed shaft with respect to the position command of each feed shaft The storage means for storing in advance the relationship between the position error of the moving body in the axial direction and the relationship between the acceleration and the position error stored in the storage means based on the acceleration obtained by the acceleration acquisition means. Position correction amount obtaining means for obtaining a correction amount of the axial position of the moving body corresponding to the obtained acceleration, and compensating the position error based on the position correction amount obtained by the position correction amount obtaining means. Uni the configured and a correcting means for correcting the position command of each feed axis.
【００１２】また、本発明による数値制御工作機械は、
ワークと工具とを相対的に移動させてワークに加工を施
す数値制御工作機械において、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の直線送り
軸およびＡ，Ｂ，Ｃ軸の回転送り軸等のうち少なくとも
前記Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の送り軸を有し、前記各送り軸の移動
体の移動を行わせる駆動装置と、入力されたＮＣプログ
ラムに基づいて前記各送り軸の駆動装置を制御する数値
制御装置と、前記数値制御装置の各送り軸の位置指令に
対し実際の機械の動きに誤差があった場合、その各送り
軸の位置指令を補正する位置指令補正装置とを具備し、
前記位置指令補正装置は、機械動作時の前記各送り軸の
駆動系に作用する加速度を得る加速度取得手段と、前記
各送り軸の移動体が駆動されたとき、その駆動系に作用
する加速度と、前記各送り軸の位置指令に対する前記各
送り軸の駆動系の弾性変形による前記移動体の軸線方向
の位置の誤差との関係を予め記憶する記憶手段と、前記
加速度取得手段で得られた加速度に基づいて前記記憶手
段に記憶された加速度と位置の誤差との関係から前記得
られた加速度に対応する前記移動体の軸線方向の位置の
補正量を求める位置補正量取得手段と、前記位置補正量
取得手段で得られた位置の補正量に基づいて前記位置の
誤差を補償するように前記各送り軸の位置指令を補正す
る補正手段と、から構成される。Further, the numerically controlled machine tool according to the present invention is
In a numerically controlled machine tool for machining a work by moving a work and a tool relative to each other, at least the X, Y, and Z axis linear feed axes and the A, B, and C axis rotary feed axes A drive device having Y and Z axis feed shafts for moving the movable body of each feed shaft; and a numerical controller for controlling the drive device of each feed shaft based on an inputted NC program, When there is an error in the actual machine movement with respect to the position command of each feed axis of the numerical control device, a position command correction device for correcting the position command of each feed axis is provided,
The position command correction device includes an acceleration acquisition unit that obtains an acceleration that acts on a drive system of each of the feed axes during mechanical operation, and an acceleration that acts on the drive system when a moving body of each of the feed axes is driven. A storage unit that stores in advance a relationship between the position command of each of the feed shafts and an error in the position of the moving body in the axial direction due to the elastic deformation of the drive system of each of the feed shafts; and the acceleration obtained by the acceleration acquisition unit. Position correction amount acquisition means for obtaining a correction amount of the axial position of the moving body corresponding to the obtained acceleration from the relationship between the acceleration and the position error stored in the storage means, and the position correction. And a correction unit that corrects the position command of each of the feed axes so as to compensate the position error based on the position correction amount obtained by the amount acquisition unit.
【００１３】[0013]
【作用】本発明では，機械動作時の送り軸の駆動系の加
速度を得、記憶手段に予め記憶されている、前記送り軸
が駆動されたとき、その駆動系に作用する加速度と前記
送り軸の駆動系の弾性変形による移動体の軸線方向の位
置の誤差との関係を用い、得られた加速度に基づいて前
記記憶手段から該加速度に対応する前記送り軸の駆動系
の軸線方向の位置の補正量を求め、この位置補正量に基
づいて前記位置の誤差を補償するように前記数値制御工
作機械に入力されたＮＣプログラムの位置指令をリアル
タイムで補正している。According to the present invention, the acceleration of the drive system of the feed shaft during machine operation is obtained, and when the feed shaft is driven, it is stored in advance in the storage means. Using the relationship with the error in the position of the moving body in the axial direction due to the elastic deformation of the drive system, based on the obtained acceleration, the position of the feed shaft in the axial direction of the drive system corresponding to the acceleration is stored from the storage means. A correction amount is obtained, and the position command of the NC program input to the numerically controlled machine tool is corrected in real time so as to compensate the position error based on the position correction amount.
【００１４】[0014]
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は本発明による装置の実施例を示
す構成ブロック図である。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of the device according to the present invention.
【００１５】ＮＣプログラムからのＮＣ指令情報は、加
減速制御部１で解析され、指令された送り速度となるよ
うに送り速度が加減速制御された後、補間演算部２で所
定の補間演算処理が施され、得られた送り軸位置指令デ
ータが加算部４に供給される。一方、補間演算部２から
の位置指令データは、位置補正部３に供給され、上記加
速度に起因して生ずる弾性変形を相殺、補償するための
位置補正量生成のための基礎データとされる。位置補正
部３の速度演算部３１は、上記位置指令データを、例え
ば微分して速度データを得る。The NC command information from the NC program is analyzed by the acceleration / deceleration control unit 1, and after the feed speed is controlled to be the commanded feed speed, the interpolation calculation unit 2 performs a predetermined interpolation calculation process. The feed axis position command data thus obtained is supplied to the adder 4. On the other hand, the position command data from the interpolation calculation unit 2 is supplied to the position correction unit 3 and is used as basic data for position correction amount generation for offsetting and compensating the elastic deformation caused by the acceleration. The speed calculation unit 31 of the position correction unit 3 obtains speed data by, for example, differentiating the position command data.
【００１６】この速度データは、加速度演算部３２にお
いて、更に微分されて加速度データが得られる。加速度
−誤差曲線メモリ３３には、指定された送り軸が駆動さ
れたとき、当該駆動系に作用する加速度と送り軸の位置
指令に対する送り軸の駆動系の弾性変形による移動体の
軸線方向の位置の誤差との関係が予め実験等で求めら
れ、記憶されている。The velocity data is further differentiated in the acceleration calculator 32 to obtain acceleration data. The acceleration-error curve memory 33 stores, in the axial direction of the moving body, when the designated feed axis is driven, the acceleration acting on the drive system and the position command of the feed axis due to the elastic deformation of the drive system of the feed axis. The relationship with the error of is previously obtained by experiments and is stored.
【００１７】位置補正量演算部３４は、加速度演算部３
２からの加速度に基づいて、加速度−誤差曲線メモリ３
３の記憶内容を参照して発生していると想定される弾性
変形による誤差量を求め、この誤差量を補償するに必要
な位置補正量を加算部４に供給する。The position correction amount calculation unit 34 includes an acceleration calculation unit 3
Acceleration-error curve memory 3 based on the acceleration from 2
The error amount due to the elastic deformation that is assumed to occur is referred to by referring to the stored contents of No. 3, and the position correction amount necessary to compensate for this error amount is supplied to the addition unit 4.
【００１８】加算部４は、補間演算部２からの位置指令
データに位置補正部３からの位置補正量データを加算し
て弾性変形による誤差分を補償した位置指令データを得
て、位置制御部５に送出する。加算部４における加算
は、要するに加速度に起因して発生する誤差分を位置補
正量データで相殺、補償する処理であり、加算処理に限
定されず、減算処理等の他の任意の処理で良いことは勿
論である。The addition unit 4 adds the position correction amount data from the position correction unit 3 to the position command data from the interpolation calculation unit 2 to obtain position command data that compensates for the error due to elastic deformation, and the position control unit. Send to 5. The addition in the addition unit 4 is a process of offsetting and compensating for the error amount caused by the acceleration with the position correction amount data, and is not limited to the addition process and may be any other process such as a subtraction process. Of course.
【００１９】位置制御部５は、加算部４からの補償後の
位置指令データに基づいて位置制御されたデータを加算
部６に出力し、速度検出部１１から得られるモータ１０
の速度帰還データとしての速度データと加算せしめる。
加算部６からの加算出力データは、速度制御部７に入力
され、速度制御処理が施され、得られたデータが加算部
８に出力される。加算部８からのデータは、サーボアン
プ９を介してモータ１０に送出されてモータ１０を駆動
する。ここで、モータ１０とは、数値制御工作機械（図
示せず）のＸ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ，Ｃ軸等の各送り軸の駆
動モータのことである。The position controller 5 outputs the data whose position is controlled based on the compensated position command data from the adder 4 to the adder 6 and the motor 10 obtained from the speed detector 11.
It is added to the speed data as the speed feedback data.
The addition output data from the addition unit 6 is input to the speed control unit 7, subjected to speed control processing, and the obtained data is output to the addition unit 8. The data from the adder 8 is sent to the motor 10 via the servo amplifier 9 to drive the motor 10. Here, the motor 10 is a drive motor for each feed axis such as the X, Y, Z, A, B, and C axes of a numerically controlled machine tool (not shown).
【００２０】位置検出部１２は、速度検出部１１からの
速度データに基づいて位置データを生成し、位置帰還デ
ータとして加算部４に供給してサーボフィードバック制
御を行なっている。The position detector 12 generates position data based on the speed data from the speed detector 11 and supplies it as position feedback data to the adder 4 to perform servo feedback control.
【００２１】図２には、上記実施例の弾性変形に起因す
る誤差を位置補償処理する処理手順がフローチャートと
して示されている。処理スタート後、先ず、指令位置の
変化から指令速度を算出し（ステップＳ１）、算出され
た指令速度の時間変化から指令加速度を算出し（ステッ
プＳ２）、得られた指令加速度と、予め得られている加
速度一誤差曲線に基づいて位置補正量を算出する（ステ
ップＳ３）。FIG. 2 is a flow chart showing a processing procedure for position compensation processing of an error caused by elastic deformation in the above embodiment. After the processing is started, first, the command speed is calculated from the change in the command position (step S1), and the command acceleration is calculated from the time change of the calculated command speed (step S2). A position correction amount is calculated based on the acceleration-one error curve (step S3).
【００２２】次に、ステップＳ３で算出された位置補正
量が、予め設定された不感帯としての位置補正の下限値
よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ４）、大きけ
れば、指令位置に位置補正量を加算して（ステップＳ
５）、処理を終了する。ステップＳ４において、算出さ
れた位置補正量が上記下限値よりも大きくなければ、位
置補正量を０として（ステップＳ６）、ステップＳ５の
処理に移行する。Next, it is determined whether or not the position correction amount calculated in step S3 is larger than a preset lower limit value of position correction as a dead zone (step S4). Add the correction amount (step S
5), the process ends. If the calculated position correction amount is not larger than the lower limit value in step S4, the position correction amount is set to 0 (step S6), and the process proceeds to step S5.
【００２３】以上の実施例は、位置補正部３の位置補正
量演算部３４における演算で用いる加速度を、補間演算
部２から出力される位置指令データを速度演算部３１と
加速度演算部３２で２回微分処理して求めているが、加
速度は他の手段により求めることもできる。In the above embodiment, the acceleration used in the calculation in the position correction amount calculation unit 34 of the position correction unit 3 is calculated by the position calculation data output from the interpolation calculation unit 2 by the speed calculation unit 31 and the acceleration calculation unit 32. The acceleration is also obtained by other means, though it is obtained by the differential differentiation process.
【００２４】例えば、図１に示すような通常の数値制御
工作機械で用いられている位置フィードフォワード指令
値演算部１４と速度フィードフォワード指令値演算部１
５を介して得られる加速度を用いても良い。この場合に
は、位置補正部３の速度演算部３１と加速度演算部３２
は不要である。すなわち、位置フィードフォワード指令
値演算部１４は、補間演算部２からの位置指令データを
微分して指令速度を求め、加算部６に供給するととも
に、速度フィードフォワード指令値演算部１５に供給す
る。速度フィードフォワード指令値演算部１５は、指令
速度を更に微分して加速度を求め、加算部８に出力する
と共に、位置補正部３の位置補正量演算部３４に出力す
る。For example, a position feedforward command value calculation unit 14 and a speed feedforward command value calculation unit 1 used in a normal numerically controlled machine tool as shown in FIG.
The acceleration obtained via 5 may be used. In this case, the velocity calculation unit 31 and the acceleration calculation unit 32 of the position correction unit 3
Is unnecessary. That is, the position feedforward command value calculation unit 14 differentiates the position command data from the interpolation calculation unit 2 to obtain the command speed, and supplies the command speed to the addition unit 6 and the speed feedforward command value calculation unit 15. The speed feedforward command value calculation unit 15 further differentiates the command speed to obtain the acceleration, and outputs the acceleration to the addition unit 8 and the position correction amount calculation unit 34 of the position correction unit 3.
【００２５】この実施例の動作処理手順が図３にフロー
チャートとして示されている。図３において、先ず、速
度フィードフォワード指令値演算部１５で、速度フィー
ドフォワード指令値を指令加速度に換算した後（ステッ
プＳ１１）、得られた指令加速度と加速度一誤差曲線か
ら位置補正量を算出する図２に示すステップＳ３の処理
を実行し、ステップＳ４以降の処理を同様に実行する。The operation processing procedure of this embodiment is shown as a flow chart in FIG. In FIG. 3, first, the velocity feedforward command value calculation unit 15 converts the velocity feedforward command value into a command acceleration (step S11), and then calculates a position correction amount from the obtained command acceleration and acceleration-one error curve. The process of step S3 shown in FIG. 2 is executed, and the processes of step S4 and subsequent steps are similarly executed.
【００２６】上記加速度は、また、例えば移動体に直接
取り付けられた加速度検出部１３で得られた加速度を、
そのまま用いることもでき、位置補正量演算部３４に送
出して位置補正量を求めることもできる。The above-mentioned acceleration is, for example, the acceleration obtained by the acceleration detecting section 13 directly attached to the moving body,
It can be used as it is, or can be sent to the position correction amount calculation unit 34 to obtain the position correction amount.
【００２７】この実施例の処理は、図４に示すように、
加速度検出部１３による加速度の検出（ステップＳ２
１）により、検出された加速度と、メモリ３３に記憶さ
れている加速度一誤差曲線から位置補正量を算出し（ス
テップＳ２２）、以降、ステップＳ４以降の処理を同様
に実行する。The processing of this embodiment is as shown in FIG.
Detection of acceleration by the acceleration detection unit 13 (step S2
According to 1), the position correction amount is calculated from the detected acceleration and the acceleration-one error curve stored in the memory 33 (step S22), and thereafter, the processes of step S4 and thereafter are similarly executed.
【００２８】加速度を求める他の実施例では、図１にお
ける位置検出部１２で得られた位置データを、位置補正
部３の速度演算部３１に送出し、微分処理して速度デー
タを求め、更に、加速度演算部３２で加速度を求める。
この加速度は、前述位置補正量演算部３４の処理を介し
て位置補正量を求めるものである。In another embodiment for obtaining the acceleration, the position data obtained by the position detecting section 12 in FIG. 1 is sent to the speed calculating section 31 of the position correcting section 3 and differential processing is performed to obtain the speed data. The acceleration calculation unit 32 obtains the acceleration.
This acceleration is used to obtain the position correction amount through the processing of the position correction amount calculation unit 34.
【００２９】本実施例の動作は、図５のフローチャート
に示すように、位置検出部１２で位置を検出し（ステッ
プＳ３１）、検出された位置データの時間変化から速度
を算出し（ステップＳ３２）、算出された速度の時間変
化から加速度を算出し（ステップＳ３３）、算出された
加速度と、メモリ３３の加速度−誤差曲線から位置補正
量を算出し（ステップＳ３４）、続いて、図２のステッ
プＳ４以降の処理を実行する。In the operation of this embodiment, as shown in the flow chart of FIG. 5, the position detector 12 detects the position (step S31), and the speed is calculated from the time change of the detected position data (step S32). , The acceleration is calculated from the calculated time change of the speed (step S33), the position correction amount is calculated from the calculated acceleration and the acceleration-error curve of the memory 33 (step S34), and then the step of FIG. The processing after S4 is executed.
【００３０】図６には上述実施例における加速度により
生ずる弾性変形に起因する位置の誤差を補償する動作の
説明図が示されている。同図において、時間に伴ない変
化する加速度αの大きさに対応して生ずる誤差Ｅを相
殺、補償するための位置補正量Ｃを与えることにより、
太実線で示す如く、位置誤差のない正確な位置制御が可
能となる。FIG. 6 shows an explanatory view of the operation for compensating for the position error caused by the elastic deformation caused by the acceleration in the above embodiment. In the figure, by giving a position correction amount C for canceling and compensating for an error E generated corresponding to the magnitude of the acceleration α that changes with time,
As indicated by the thick solid line, accurate position control without position error is possible.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上説明したように、本発明による数値
制御工作機械の制御方法及び装置によれば、加速度発生
時の送り軸駆動系の弾性変形に起因する位置の誤差を補
償して、高速・高精度加工を可能とする。よって、大き
な加速度の作用する高速送り時でも送り系の剛性をいた
ずらに上げないで能率良く、精度の高い加工が行える数
値制御工作機械が得られる。As described above, according to the control method and apparatus for a numerically controlled machine tool of the present invention, the position error caused by the elastic deformation of the feed shaft drive system at the time of acceleration is compensated for, and the high speed is achieved.・ Enables high precision machining. Therefore, it is possible to obtain a numerically controlled machine tool that can perform efficient and highly accurate machining without unnecessarily increasing the rigidity of the feed system even during high-speed feed with a large acceleration.
【図１】本発明による送り軸の位置制御装置の一実施例
を示す構成ブロック図である。FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of a feed shaft position control device according to the present invention.
【図２】図１に示す実施例の弾性変形に起因する誤差を
位置補償処理する処理手順を示すフローチャートであ
る。FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure for position compensation processing of an error caused by elastic deformation in the embodiment shown in FIG.
【図３】本発明の実施例における加速度を得る他の実施
例を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing another embodiment for obtaining acceleration in the embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施例における加速度を得る更に他の
実施例を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing still another embodiment for obtaining acceleration in the embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施例における加速度を得る他の実施
例を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing another embodiment for obtaining acceleration in the embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施例における加速度により生ずる弾
性変形に起因する位置の誤差を補償する動作の説明図で
ある。FIG. 6 is an explanatory diagram of an operation of compensating for a position error caused by elastic deformation caused by acceleration in the embodiment of the present invention.
１ 加減速制御部 ２ 補間演算部 ３ 位置補正部 ４，６，８ 加算部 ５ 位置制御部 ７ 速度制御部 ９ サーボアンプ １０ モータ １１ 速度検出部 １２ 位置検出部 １３ 加速度検出部 １４ 位置フィードフォワード指令値演算部 １５ 速度フィードフォワード指令値演算部 ３３ 加速度−誤差曲線メモリ ３４ 位置補正量演算部 1 Acceleration / deceleration control unit 2 Interpolation calculation unit 3 Position correction unit 4, 6, 8 Addition unit 5 Position control unit 7 Speed control unit 9 Servo amplifier 10 Motor 11 Speed detection unit 12 Position detection unit 13 Acceleration detection unit 14 Position feed forward command Value calculator 15 Speed feedforward command value calculator 33 Acceleration-error curve memory 34 Position correction amount calculator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉 橋 康 浩 神奈川県愛甲郡愛川町三増359番地の３ 株式会社牧野フライス製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yasuhiro Kurahashi 3 359, Mimasu, Aikawa-cho, Aiko-gun, Kanagawa 3 Makino Milling Co., Ltd.
Claims (7)
置制御を行う制御方法において、 前記各送り軸の移動体が駆動されたとき、その駆動系に
作用する加速度と、前記各送り軸の位置指令に対する前
記各送り軸の駆動系の弾性変形による前記移動体の軸線
方向の位置の誤差との関係を予め記憶し、 機械動作時の前記各送り軸の駆動系に作用する加速度を
得て、 前記記憶した加速度と位置の誤差との関係から、前記得
られた加速度に対応する前記移動体の軸線方向の位置の
補正量を求め、 前記求めた位置の補正量に基づいて前記位置の誤差を補
償するように前記各送り軸の位置指令を補正して数値制
御工作機械を動作させるようにしたことを特徴とする数
値制御工作機械の制御方法。1. A control method for controlling the position of a moving body of each feed axis of a numerically controlled machine tool, comprising: when a moving body of each feed axis is driven, an acceleration acting on a drive system thereof; The relationship between the axial position command and the error in the axial position of the moving body due to elastic deformation of the drive system of each feed shaft is stored in advance, and the acceleration acting on the drive system of each feed shaft during machine operation is stored. Then, from the relationship between the stored acceleration and the position error, a correction amount of the axial position of the moving body corresponding to the obtained acceleration is calculated, and the position is calculated based on the calculated correction amount of the position. The method for controlling a numerically controlled machine tool is characterized in that the position command of each of the feed axes is corrected so as to compensate for the above error and the numerically controlled machine tool is operated.
置制御を行う制御装置において、 機械動作時の前記各送り軸の駆動系に作用する加速度を
得る加速度取得手段と、前記各送り軸の移動体が駆動さ
れたとき、その駆動系に作用する加速度と、前記各送り
軸の位置指令に対する前記各送り軸の駆動系の弾性変形
による前記移動体の軸線方向の位置の誤差との関係を予
め記憶する記憶手段と、 前記加速度取得手段で得られた加速度に基づいて前記記
憶手段に記憶された加速度と位置の誤差との関係から前
記得られた加速度に対応する前記移動体の軸線方向の位
置の補正量を求める位置補正量取得手段と、 前記位置補正量取得手段で得られた位置の補正量に基づ
いて前記位置の誤差を補償するように前記各送り軸の位
置指令を補正する補正手段と、を備えて成ることを特徴
とする数値制御工作機械の制御装置。2. A control device for controlling the position of a moving body of each feed axis of a numerically controlled machine tool, wherein an acceleration acquisition means for obtaining an acceleration acting on a drive system of each feed axis during machine operation, and each feed. When the moving body of the shaft is driven, the acceleration acting on the drive system and the error in the position of the moving body in the axial direction due to the elastic deformation of the drive system of each of the feed shafts with respect to the position command of each of the feed shafts. A storage unit that stores the relationship in advance, and an axis line of the moving body that corresponds to the acceleration obtained from the relationship between the acceleration and the position error stored in the storage unit based on the acceleration obtained by the acceleration acquisition unit. Position correction amount acquisition means for obtaining the correction amount of the position in the direction, and the position command of each feed axis is corrected so as to compensate the position error based on the position correction amount obtained by the position correction amount acquisition means. Correction hand When the numerical control machine tool control apparatus characterized in that it comprises an.
機械に入力されるＮＣプログラムの位置指令データの時
間的変化から前記加速度を求める手段である請求項２に
記載の数値制御工作機械の制御装置。3. The control of a numerically controlled machine tool according to claim 2, wherein the acceleration acquisition means is a means for obtaining the acceleration from a temporal change of position command data of an NC program input to the numerically controlled machine tool. apparatus.
機械に入力されるＮＣプログラムの位置指令データから
位置フィードフォワード指令値と速度フィードフォワー
ド指令値を求め、得られた速度フィードフォワード指令
値を加速度として求める手段である請求項２に記載の数
値制御工作機械の制御装置。4. The acceleration acquisition means obtains a position feedforward command value and a velocity feedforward command value from position command data of an NC program input to the numerically controlled machine tool, and obtains the obtained velocity feedforward command value. The control device for a numerically controlled machine tool according to claim 2, which is a means for obtaining the acceleration.
動系に設けられた加速度センサである請求項２に記載の
数値制御工作機械の制御装置。5. The control device for a numerically controlled machine tool according to claim 2, wherein the acceleration acquisition means is an acceleration sensor provided in a drive system of each of the feed shafts.
動系に設けられた位置検出部で得られた位置情報の時間
的変化から前記加速度を求める手段である請求項２に記
載の数値制御工作機械の制御装置。6. The numerical value according to claim 2, wherein the acceleration acquisition means is a means for obtaining the acceleration from a temporal change of position information obtained by a position detection unit provided in a drive system of each of the feed shafts. Control machine tool control device.
クに加工を施す数値制御工作機械において、 Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の直線送り軸およびＡ，Ｂ，Ｃ軸の回転送
り軸等のうち少なくとも前記Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の送り軸を有
し、前記各送り軸の移動体の移動を行わせる駆動装置
と、 入力されたＮＣプログラムに基づいて前記各送り軸の駆
動装置を制御する数値制御装置と、 前記数値制御装置の各送り軸の位置指令に対し実際の機
械の動きに誤差があった場合、その各送り軸の位置指令
を補正する位置指令補正装置とを具備し、 前記位置指令補正装置は、機械動作時の前記各送り軸の
駆動系に作用する加速度を得る加速度取得手段と、 前記各送り軸の移動体が駆動されたとき、その駆動系に
作用する加速度と、前記各送り軸の位置指令に対する前
記各送り軸の駆動系の弾性変形による前記移動体の軸線
方向の位置の誤差との関係を予め記憶する記憶手段と、 前記加速度取得手段で得られた加速度に基づいて前記記
憶手段に記憶された加速度と位置の誤差との関係から前
記得られた加速度に対応する前記移動体の軸線方向の位
置の補正量を求める位置補正量取得手段と、 前記位置補正量取得手段で得られた位置の補正量に基づ
いて前記位置の誤差を補償するように前記各送り軸の位
置指令を補正する補正手段と、から成ることを特徴とす
る数値制御工作機械。7. A numerically controlled machine tool for machining a work by moving a work and a tool relative to each other, such as linear feed axes of X, Y and Z axes and rotary feed axes of A, B and C axes. A drive device having at least the X, Y, and Z axis feed shafts for moving the moving body of each feed shaft, and controlling the drive device of each feed shaft based on the inputted NC program. A numerical control device; and a position command correction device that corrects the position command of each feed axis when there is an error in the actual machine motion with respect to the position command of each feed axis of the numerical control device, The position command correction device is an acceleration acquisition unit that obtains an acceleration that acts on the drive system of each of the feed axes during machine operation, and an acceleration that acts on the drive system when the moving body of each of the feed axes is driven, Each of the above with respect to the position command of each of the feed axes Storage means for storing in advance a relationship with an error in the axial position of the moving body due to elastic deformation of the drive system of the rotary shaft; and acceleration stored in the storage means based on the acceleration obtained by the acceleration acquisition means. And a position error, a position correction amount acquisition unit for obtaining a correction amount of the axial position of the moving body corresponding to the obtained acceleration, and a position correction amount obtained by the position correction amount acquisition unit. And a correcting means for correcting the position command of each of the feed shafts so as to compensate the position error.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27297094A JPH08110808A (en) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | Numerically controlled machine tool control method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27297094A JPH08110808A (en) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | Numerically controlled machine tool control method and apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08110808A true JPH08110808A (en) | 1996-04-30 |
Family
ID=17521337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27297094A Pending JPH08110808A (en) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | Numerically controlled machine tool control method and apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08110808A (en) |
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