WO2011104757A1 - 数値制御装置 - Google Patents

数値制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2011104757A1
WO2011104757A1 PCT/JP2010/001286 JP2010001286W WO2011104757A1 WO 2011104757 A1 WO2011104757 A1 WO 2011104757A1 JP 2010001286 W JP2010001286 W JP 2010001286W WO 2011104757 A1 WO2011104757 A1 WO 2011104757A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
axis
correction amount
error
rotation
rotation axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2010/001286
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
佐藤隆太
小野俊郎
中村直樹
藤野大助
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to PCT/JP2010/001286 priority Critical patent/WO2011104757A1/ja
Priority to EP10846426.4A priority patent/EP2541353B1/en
Priority to CN201080064831.5A priority patent/CN102782598B/zh
Priority to JP2012501525A priority patent/JP5105024B2/ja
Priority to US13/581,124 priority patent/US20120323373A1/en
Publication of WO2011104757A1 publication Critical patent/WO2011104757A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Program-control systems
    • G05B19/02—Program-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
    • G05B19/404—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49344—Surface, 5-axis surface machining
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50152—Align axis cylinder, tube with rotation axis machine
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50297—Compensation of positioning error due to a-axis, b-axis tool rotation

Definitions

  • the present invention relates to a numerical control device that controls a machine tool having a straight axis and a rotary shaft, and more particularly, a numerical control device that can perform high-precision machining by correcting the influence of errors of the straight axis and the rotary shaft.
  • a numerical control device that controls a machine tool having a straight axis and a rotary shaft, and more particularly, a numerical control device that can perform high-precision machining by correcting the influence of errors of the straight axis and the rotary shaft.
  • the translation error amount generated at the tool tip position is calculated.
  • a method has been proposed in which the three rectilinear axes are driven to positions corrected by the translation error amount (see, for example, Patent Document 2).
  • the present invention has been made in view of the above problems, and by moving the tool tip position to an error-free position, the tool posture in a direction that can be corrected without difficulty is maintained in an error-free posture, thereby achieving high accuracy.
  • An object of the present invention is to provide a numerical controller capable of realizing machining.
  • a numerical control device is a numerical control device that controls a machine tool having a straight axis and a rotation axis, and calculates a position correction amount of the straight axis from a translation error and an attitude error depending on the movement of the rotation axis.
  • a position addition correction amount calculation means for calculating a position correction amount of the shaft.
  • the numerical control device is a numerical control device for controlling a machine tool having a straight axis and a rotary axis, and calculates a position correction amount of the straight axis from a translation error and a posture error depending on the motion of the straight axis.
  • a rotation axis angle correction amount calculation means for calculating the angle correction amount of the rotation axis from a part of the posture error depending on the motion of the rectilinear axis, and the rotation axis correction amount
  • a position addition correction amount calculation means for calculating the position correction amount of the rectilinear axis.
  • the numerical control device is a numerical control device for controlling a machine tool having a straight axis and a rotary axis, and calculates a position correction amount of the straight axis from a translation error and a posture error depending on the motion of the straight axis.
  • the rotation axis dependent position correction amount calculation means Depends on the straight axis dependent position correction amount calculation means, the rotation axis dependent position correction amount calculation means for calculating the position correction amount of the straight axis from the translation error and posture error depending on the motion of the rotation axis, and depends on the motion of the straight axis
  • a rotation axis angle correction amount calculating means for calculating an angle correction amount of the rotation axis from a part of the posture error to be performed and a part of the posture error depending on the motion of the rotation axis, and a linear axis corresponding to the rotation axis correction amount.
  • a position addition correction amount calculation means for calculating the position correction amount.
  • a numerical control device that realizes high-precision machining by moving a tool tip position to a position having no error and maintaining a tool position in a direction that can be corrected without difficulty in an error-free position. Can be provided.
  • Example 1 of this invention It is a block diagram of the numerical control apparatus concerning Example 1 of this invention. It is a mimetic diagram explaining a table turning type 5 axis processing machine to which the present invention is applied. It is a schematic diagram explaining a mixed type 5-axis processing machine to which the present invention is applied. It is a schematic diagram explaining a spindle head turning type 5-axis processing machine to which the present invention is applied. It is a schematic diagram explaining the attitude
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a portion where the straight axis position correction amount and the rotation axis angle correction amount are calculated in the numerical controller according to the first embodiment.
  • the hardware configuration of the numerical controller in the first embodiment is a general configuration including a CPU, a memory, and the like, and components other than the storage units 4 and 5 (memory) (straight axis dependent position correction amount calculation)
  • the means 6, the rotation axis dependent position correction amount calculation means 7, the rotation axis angle correction amount calculation means 8, the position addition correction amount calculation means 9, etc.) are mainly constituted by software.
  • the linear axis dependent translation error / linear axis dependent attitude error storage unit 4 (hereinafter referred to as the linear axis dependent error storage unit) provides the linear axis command with the translation error and attitude error depending on the linear axis motion. Save as numerical data corresponding to the position.
  • the linear axis dependent error storage unit provides the linear axis command with the translation error and attitude error depending on the linear axis motion.
  • the linear axis dependent error storage unit provides the linear axis command with the translation error and attitude error depending on the linear axis motion.
  • the linear axis dependent error storage unit provides the linear axis command with the translation error and attitude error depending on the linear axis motion.
  • numerical data corresponding to the position In a machine with 3 linear axes (X axis, Y axis, and Z axis), there may be 6 components xtx, xty, xtz, xrx, xry, xrz as error components depending on the motion of the X
  • xtx represents the translation error in the X-axis direction accompanying the X-axis motion
  • xty represents the translation error in the Y-axis direction accompanying the X-axis motion
  • the unit of translation error is meters.
  • xrx represents a posture error (roll) around the X axis accompanying the movement of the X axis
  • xry represents a posture error (pitch) around the Y axis accompanying the movement of the X axis.
  • the unit of posture error is radians.
  • the rotation axis dependent translation error / rotation axis dependent posture error storage unit 5 (hereinafter referred to as the rotation axis dependency error storage unit), the translation error and the posture error depending on the movement of the rotation axis correspond to the command angle of the rotation axis. Save as numeric data. For example, in a machine having only one of the C axes that rotate about the Z axis, as in the case of the straight axis, ctx, cty, ctz, crx, cry , There are six components of crz.
  • C axis means the center line of rotation of the C axis
  • ctx represents the translation error in the X axis direction of the rotation center position accompanying the rotation of the C axis
  • cty represents the Y axis of the rotation center position accompanying the rotation of the C axis.
  • the unit of translation error is meters and is defined on a machine coordinate system fixed at the machine origin.
  • Crx represents the posture error of the rotation center line around the X axis accompanying rotation of the C axis
  • cry represents the posture error of the rotation center line around the Y axis accompanying rotation of the C axis.
  • the unit of attitude error is radians and is defined on a machine coordinate system fixed at the machine origin.
  • a numerically controlled machine tool having three axes of rectilinear axes and two axes of rotation is called, for example, a 5-axis machine, and is widely used in the industry.
  • Five-axis machines are roughly classified into three types depending on whether the two rotation axes are arranged on the tool side or the workpiece side.
  • FIG. 2 for example, two rotating shafts are arranged on the workpiece side, which is called “table swivel type”.
  • Fig. 3 for example, one rotating shaft is placed on the tool side and the other rotating shaft is placed on the workpiece side. Called "shape”.
  • the third is, for example, as shown in FIG.
  • FIGS. 2 to 4 in which two rotating shafts are arranged on the tool side, and is called “spindle head turning type”.
  • 3 is an inclined rotary table
  • 10 is a spindle head
  • 11 is a tool
  • 12 is a workpiece
  • 13 is a column
  • 14 is a chuck
  • 15 is a universal head.
  • the translation error and the angle error depending on the movement of the rotation axis are set as a two-dimensional table based on the movement of the two rotation axes. That is, in the case of the table swivel type, as the translation error and posture error of the rotation axis center line on the side close to the workpiece in the case of the spindle head rotation type, rtx, rty, rtz, rrx, rry, Set rrz. These error components are stored as numerical data corresponding to predetermined command angles of the two rotating shafts.
  • the rotation angle of one rotation axis is the rotation of the other rotation axis. It does not affect the direction of the centerline.
  • the translation error and posture error for each rotation axis are converted into error components ctx, cty, ctz, crx, cry, crz that depend on the rotation of the C axis, and error components that depend on the rotation of the B axis.
  • btx, bty, btz, brx, bry, brz they are set as numerical data corresponding to a predetermined command angle of each rotation axis.
  • the straight axis dependent position correction amount calculation means 6 calculates a position error at the tool tip position from the straight axis dependent translation error and the straight axis dependent posture error stored in the straight axis dependent error storage unit 4.
  • E T the position error in the tool tip position caused by linear axis-dependent translational error and the attitude error, the command position X, if the tool vector and X t, can be calculated by Equation 1.
  • the straight axis dependent position correction amount is obtained by inverting the sign of Equation 1. (Formula 1) here,
  • Equation 1 changes according to the axis configuration of the straight axis. For example, if all three rectilinear axes are on the main spindle side, Formula 2, if the Y axis is on the workpiece side, and if the X and Z axes are on the main spindle side, then Formula 3, if only the Z axis is on the main spindle side, When the X axis and Y axis exist on the workpiece side, the calculation can be performed as shown in Equation 4. It is well known that it is possible to easily derive similar mathematical expressions for other shaft configurations. (Formula 2) (Formula 3) (Formula 4)
  • the command position X in Equation 1 is the position of the spindle rotation center at the spindle end with respect to the machine origin in the case of the table swivel type, and the intersection position (pivot point) of the tool side rotation axis and the spindle center line with respect to the machine origin in the mixed type In the case of the spindle head turning side, it means the intersection point (pivot point) of the two rotation axis center lines on the tool side with respect to the machine origin.
  • the center position of the tool tip also end ball for spindle rotation center position in the spindle nose in the case of the table pivot type, in the case of mixed shape and spindle head turning form, the pivot point The center position of the tool tip or tip sphere with respect to.
  • the tool vector X t When having an axis of rotation to the tool side, the tool vector X t varies with the rotation angle of the rotating shaft.
  • the tool vector X t of the case it is known that can be calculated from the tool axis vector X t0 when the command angle of the rotation axis is 0 degrees, for example, the formula in the case of a mixed type with B-axis on the tool side 5.
  • ⁇ B and ⁇ C are command angles [rad] of the B axis and the C axis, respectively.
  • the rotational axis dependent position correction amount calculation means 7 calculates a position error at the tool tip position from the rotational axis dependent translation error and the rotational axis dependent posture error stored in the rotational axis dependent error storage unit 5.
  • the position error in the tool tip position caused by the rotation axis-dependent translational error and orientation error E R is the tool tip position as seen from the rotation center position X P, the tool vector When X t, can be calculated by Equation 7.
  • the rotation axis dependent position correction amount is obtained by inverting the sign of Equation 7.
  • the dash on the right shoulder represents the posture error matrix on the workpiece side. (Formula 7) here,
  • the tool tip position X P viewed from the rotation center position in Equation 7, it can be seen that calculated from FIG. 2 or FIG. 3, the command position X, the tool vector X t, and from the rotation center position X C as Equation 8.
  • the tool vector X t as in the case of the linear axis-dependent position correction amount, for example be calculated by Equation 5 or Equation 6. (Formula 8)
  • Equation 9 The translation error matrix P R , the workpiece-side posture error matrix A R ′, and the tool-side posture error matrix A R in Equation 7 are represented by Equation 9 and the mixed shape shown in FIG. In the case of the above formula, it is expressed by Formula 10, and in the case of the spindle head turning type shown in FIG. (Formula 9) (Formula 10) (Formula 11)
  • the rotation axis angle correction amount calculation means 8 calculates the numerical control work to be controlled from the straight axis dependency posture error and the rotation axis dependency posture error stored in the straight axis dependency error storage unit 4 and the rotation axis dependency error storage unit 5. Only the posture error in the direction that can be corrected without difficulty according to the axis configuration of the rotation axis of the machine is extracted to calculate the rotation axis angle correction amount.
  • the angle correction amount of the rotation axis is an angle at which the motion by the angle correction amount cannot be visually recognized by the operator, or the influence of the angle correction amount on the tool tip position can be linearly approximated. This means that the angle correction amount can prevent the machine from moving beyond the operator's understanding due to the angle correction amount, and the displacement of the tool tip position accompanying the angle correction amount can be calculated by linear calculation. The amount can be greatly reduced.
  • the table turning type 5-axis machine shown in FIG. 2 has an A axis that is a rotation axis around the X axis and a C axis that is a rotation axis around the Z axis.
  • the C axis In the case of a machine with such an axis configuration, in order to correct the posture error around the Y axis in the coordinate system fixed to the table, it is necessary to rotate the C axis by 180 degrees and then rotate the A axis. Abrupt acceleration / deceleration occurs as a motion only to correct a slight posture error.
  • the rotation axis angle correction amount calculation means 8 In the rotation axis angle correction amount calculation means 8 according to the first embodiment of the present invention, only the posture error that can be corrected by using only the A axis, which is a rotation axis whose direction of the rotation center line does not change due to the influence of other rotation axes. Is extracted to calculate the rotation axis angle correction amount.
  • the posture error that can be corrected using the A axis is the posture error around the X axis, so the angle correction amount ⁇ a 'for the A axis is the straight axis dependent posture error.
  • a part of the rotation axis dependent posture error can be calculated by Equation 12.
  • Equation 12 only the sign rrx, which is one component of the posture error depending on the rotation axis, is reversed. This is because the posture error depending on the rotation axis on the workpiece side is defined on the machine coordinate system. Because it is. (Formula 12)
  • the B-axis angle correction amount ⁇ b and the C-axis angle correction amount ⁇ c ′ can be calculated by Equation 13 from a part of the straight-axis-dependent posture error and a part of the rotation-axis-dependent posture error.
  • the dash on the right shoulder indicates the angle correction amount on the workpiece side.
  • the signs of only cry and crz, which are attitude errors depending on the C axis, are reversed, because the C axis is arranged on the workpiece side.
  • the C-axis angle correction amount ⁇ c can be calculated by Equation 14 from a part of the straight axis dependent attitude error and a part of the rotation axis dependent attitude error.
  • the rotating shaft angle correction amount calculation means 8 determines the posture error in the correctable direction from the shaft configuration information of the rotating shaft.
  • the straight axis dependent error storage unit 4 and the rotary axis dependent error storage unit 5 may classify and store posture errors depending on the straight axis and the rotary axis for each direction. However, an index corresponding to the direction of the posture error may be added.
  • the position addition correction amount calculation means 9 calculates the position error E R + of the tool tip position based on the rotation axis angle correction amount.
  • the angle correction amount is ( ⁇ a, ⁇ b, ⁇ c) for the rotation axis arranged on the tool side, and ( ⁇ a ', ⁇ b', ⁇ c ') is the angle correction amount for the rotation axis arranged on the workpiece side.
  • the position error E R + of the tool tip position due to the amount can be calculated from the tool tip position XP and the tool vector X t as seen from the rotation center position by the following formula 15.
  • the position addition correction amount is obtained by inverting the sign of formula 15. It becomes. Note that the dash on the right shoulder represents the angle correction amount matrix of the rotation axis arranged on the workpiece side. (Formula 15) here,
  • the components of the angle correction amount matrix A R + of the tool side rotation axis in Equation 15 are all zero, and the angle correction amount matrix A ′ R + of the workpiece side rotation axis Of the components, components other than those whose values are determined by the rotation axis angle correction amount calculation means 8 are set to zero.
  • the components of the angle correction amount matrix A ' R + of the workpiece side rotation axis are all zero, and the angle correction amount matrix A R + of the tool side rotation axis Among these components, components other than those whose values are determined by the rotation axis angle correction amount calculation means 8 are set to zero.
  • rotation is performed for both the angle correction amount matrix A R + for the tool side rotation axis and the angle correction amount matrix A ′ R + for the work side rotation axis.
  • a value is determined by the shaft angle correction amount calculation means 8, and the components other than the value determined are set to zero.
  • the tool tip position XP is calculated by Expression 8
  • the tool vector Xt is calculated by Expression 5 and Expression 6, for example.
  • the rectilinear axis position correction amounts ( ⁇ x ⁇ y, ⁇ z) are the rectilinear axis dependent position correction amount -E T calculated by the rectilinear axis dependent position correction amount calculating means 6 and the rotation axis calculated by the rotating axis dependent position correction amount calculating means 7.
  • the dependence position correction amount ⁇ E R and the position addition correction amount ⁇ E R + calculated by the position addition correction amount calculation means 9 are calculated by Expression 16. (Formula 16)
  • position correction amounts and angle correction amounts due to backlash correction, thermal displacement correction, etc. can be used by further adding to the straight axis position correction amount and rotation axis angle correction amount according to the present invention.
  • the linear axis dependent error correction unit 4 and the rotary axis dependent error correction unit 5 include a plurality of linear axis dependent translation error and attitude error data, rotational axis dependent translation error and attitude error data for one numerically controlled machine tool. Can be stored, and it is also possible to interpolate between a plurality of data. For example, error data can be set for each machining area in a large machine tool, error data for each ambient temperature or time elapsed since the start of machining, or error data for each movement direction can be set. It is possible to keep.
  • the straight axis dependent error storage unit 4 and the straight axis dependent position correction amount calculation means 6 are omitted, If the straight axis dependent translation error and the attitude error are all zero, the straight axis position correction amount and the rotary axis angle correction amount only for the influence of the rotation axis dependent translation error and the attitude error are calculated.
  • the error is measured as an error relative to the rectilinear axis based on the motion of the rectilinear axis. Therefore, when there is an error in the straight axis, there arises a problem that the error depending on the motion of the straight axis is measured in the state included in the error depending on the motion of the rotation axis.
  • the numerical control device of the present invention first, only the translation error and the posture error depending on the motion of the straight axis are measured and set in the straight axis dependent error storage unit 4 to correct the influence due to the error depending on the motion of the straight axis. In this state, the error depending on the movement of the rotating shaft is measured. As a result, it is possible to measure only the error that depends on the motion of the rotating shaft without being affected by the error that depends on the motion of the rectilinear axis, and to calculate a more accurate straight axis position correction amount and rotation shaft angle correction amount. Has an effect.
  • the rotation axis angle correction amount calculation means 8 can extract only the posture error around the Y axis and use it as the rotation axis angle correction amount. The same applies to the case of fixing at an angle other than 90 degrees.
  • the linear axis dependent position for correcting the tool tip position from the translation error and attitude error depending on the rectilinear axis, and the translation error and attitude error depending on the rotation axis In addition to calculating the correction amount and rotation axis dependent position correction amount, calculate the angle correction amount of the rotation axis from a part of the posture error, and further add the position addition correction amount to correct the tool tip position deviation due to the angle correction amount Since it is calculated, high precision machining can be realized by moving the tool tip position to a position with no error and keeping the tool posture in a direction that can be corrected reasonably without any error. .
  • the numerical control device of the present invention is particularly suitable for being used as a numerical control device that corrects a mechanical error of a 5-axis machine.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

Abstract

　直進軸の運動に依存する並進誤差および姿勢誤差と、回転軸の運動に依存する並進誤差と姿勢誤差による影響を補正して高精度な加工を実現するため、直進軸と回転軸とを有する工作機械を制御する数値制御装置において、直進軸の運動に依存する並進誤差と姿勢誤差とから直進軸の位置補正量を計算する直進軸依存位置補正量計算手段（6）と、回転軸の運動に依存する並進誤差と姿勢誤差とから直進軸の位置補正量を計算する回転軸依存位置補正量計算手段（7）と、直進軸の運動に依存する姿勢誤差の一部と回転軸の運動に依存する姿勢誤差の一部とから回転軸の角度補正量を計算する回転軸角度補正量計算手段（8）と、前記回転軸補正量に対応する直進軸の位置補正量を計算する位置加算補正量計算手段（9）とを有する構成とした。

Description

数値制御装置
　本発明は、直進軸と回転軸とを有する工作機械を制御する数値制御装置に係り、特に直進軸および回転軸がもつ誤差による影響を補正して高精度な加工を行うことができる数値制御装置に関する。
　先ず、直進軸の運動により生じる姿勢誤差について、図5を使って説明する。案内部2により運動方向を拘束されたX軸方向に運動するテーブル1について考えると、X軸方向の並進誤差、Y軸方向の並進誤差およびZ軸方向の並進誤差に加えて、Z軸回りに回転する姿勢誤差（ヨー）、Y軸回りに回転する姿勢誤差（ピッチ）およびX軸回りに回転する姿勢誤差（ロール）が存在することが公知である。各方向の並進誤差は、テーブル1上の基準点からの距離によらず一定であるが、姿勢誤差による影響は前記基準点からの距離により異なるため、その補正はより困難である。
　また直角度誤差や回転軸中心線の傾きについて、図6を使って説明する。例えばX軸とZ軸との関係について考えると、理想的には完全に直角であることが望ましいが、図6左図に示すように、実際には組み立て誤差等の影響による直角度誤差が存在する。このような直角度誤差が存在すると、直進軸の運動による並進誤差が生じる。同様に、例えば傾斜回転テーブル3の組み立て誤差等の影響により、本来X軸と平行であるべきA軸回転中心線やZ軸と平行であるべきC軸回転中心線にも平行度誤差が存在し、このような誤差が存在すると回転軸の運動による並進誤差と姿勢誤差とが生じる。さらに、図6右図に示すように、A軸の運動を拘束するベアリング等の影響により、A軸を回転させた場合にC軸回転中心線の方向が変動する現象が観察される場合もあり、回転軸の運動による並進誤差と姿勢誤差の原因となる。
　ところで、従来、回転軸中心位置が本来の位置から乖離または傾斜している場合や、主軸旋回中心が本来の位置から乖離または傾斜している場合において、回転2軸を使って工具方向を補正し、直進3軸を使って工具先端位置を補正するための方法が提案されている（例えば特許文献1参照）。
　また、直進軸に依存した並進誤差と回転誤差、および回転軸に依存した並進誤差と回転誤差とから、工具先端位置に生じる並進誤差量を計算し、回転軸2軸は指令された角度へ、直進軸3軸は前記並進誤差量分だけ補正された位置へ駆動する方法が提案されている（例えば特許文献2参照）。
特許第4038185号公報 特許第4327894号公報
　しかしながら、特許文献1に記載の誤差補正方法では、回転軸中心位置のずれや傾斜に起因する工具先端位置の並進誤差と姿勢誤差を補正できるが、中心位置のずれや傾斜として表現できない、例えば図6右側に示すような誤差による影響は補正できない。また、回転2軸を使って3方向の姿勢誤差を補正するため、姿勢誤差の方向によっては回転軸がオペレータの予想を超えた運動をする恐れがあるほか、同じ軸構成の機械で同じ形状を加工する場合にも、姿勢誤差の方向により全く異なる動きとなってしまう。さらに、直進軸に依存する並進誤差と姿勢誤差は補正できないという問題がある。
　また、特許文献2に記載の方法では、直進軸に依存する並進誤差と姿勢誤差および回転軸に依存する並進誤差と姿勢誤差による工具先端位置のずれを補正できるが、回転軸は指令された角度へと駆動されるため、姿勢誤差は全く補正されない。
　本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、工具先端位置を誤差のない位置に移動しつつ、無理なく補正可能な方向の工具姿勢については誤差のない姿勢に保つことで、高精度な加工を実現できる数値制御装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る数値制御装置は、直進軸と回転軸とを有する工作機械を制御する数値制御装置において、回転軸の運動に依存する並進誤差と姿勢誤差とから直進軸の位置補正量を計算する回転軸依存位置補正量計算手段と、回転軸の運動に依存する姿勢誤差の一部から回転軸の角度補正量を計算する回転軸角度補正量計算手段と、前記回転軸補正量に対応する直進軸の位置補正量を計算する位置加算補正量計算手段とを有するものである。
　また本発明に係る数値制御装置は、直進軸と回転軸とを有する工作機械を制御する数値制御装置において、直進軸の運動に依存する並進誤差と姿勢誤差とから直進軸の位置補正量を計算する直進軸依存位置補正量計算手段と、直進軸の運動に依存する姿勢誤差の一部から回転軸の角度補正量を計算する回転軸角度補正量計算手段と、前記回転軸補正量に対応する直進軸の位置補正量を計算する位置加算補正量計算手段とを有するものである。
　また本発明に係る数値制御装置は、直進軸と回転軸とを有する工作機械を制御する数値制御装置において、直進軸の運動に依存する並進誤差と姿勢誤差とから直進軸の位置補正量を計算する直進軸依存位置補正量計算手段と、回転軸の運動に依存する並進誤差と姿勢誤差とから直進軸の位置補正量を計算する回転軸依存位置補正量計算手段と、直進軸の運動に依存する姿勢誤差の一部と回転軸の運動に依存する姿勢誤差の一部とから回転軸の角度補正量を計算する回転軸角度補正量計算手段と、前記回転軸補正量に対応する直進軸の位置補正量を計算する位置加算補正量計算手段とを有するものである。
　本発明によれば、工具先端位置を誤差のない位置に移動しつつ、無理なく補正可能な方向の工具姿勢については誤差のない姿勢に保つことで、高精度な加工を実現する数値制御装置を提供することができる。
本発明の実施例１にかかる数値制御装置の構成図である。 本発明が適用されるテーブル旋回形5軸加工機を説明する模式図である。 本発明が適用される混合形5軸加工機を説明する模式図である。 本発明が適用される主軸頭旋回形5軸加工機を説明する模式図である。 直進軸の運動に依存する姿勢誤差を説明する模式図である。 直角度誤差および回転軸中心線の傾きを説明する模式図である。
実施例１.
　以下、本発明の実施例1を、図1～図4を使って説明する。なお、図1は実施例1における数値制御装置の直進軸位置補正量と回転軸角度補正量の計算を行う箇所の構成図を示す。また、この実施例1における数値制御装置のハードウエア構成は、CPU、メモリなどからなる一般的な構成であり、また保存部4、5（メモリ）以外の構成要素（直進軸依存位置補正量計算手段6、回転軸依存位置補正量計算手段7、回転軸角度補正量計算手段8、位置加算補正量計算手段9など）は主にソフトウエアにより構成されている。
　図１において、直進軸依存並進誤差・直進軸依存姿勢誤差保存部4（以下、直進軸依存誤差保存部と称す）では、直進軸の運動に依存する並進誤差と姿勢誤差を、直進軸の指令位置に対応した数値データとして保存する。直進軸3軸（X軸、Y軸およびZ軸）を有する機械においては、X軸の運動に依存する誤差成分として、xtx、xty、xtz、xrx、xry、xrz の6成分が存在することが知られている。ここで、xtxはX軸の運動に伴うX軸方向の並進誤差を表し、xtyはX軸の運動に伴うY軸方向の並進誤差を表す。並進誤差の単位はメートルである。また、xrxはX軸の運動に伴うX軸回りの姿勢誤差（ロール）を表し、xryはX軸の運動に伴うY軸回りの姿勢誤差（ピッチ）を表す。姿勢誤差の単位はラジアンである。
　同様に、Y軸についても、ytx、yty、ytz、yrx、yry、yrz の6成分の誤差が存在し、Z軸についても、ztx、zty、ztz、ztx、zry、zrz の6成分の誤差が存在する。加えて、Z軸とY軸との間に存在する直角度誤差ywx、Y軸とZ軸との間に存在する直角度誤差zwy、およびZ軸とX軸との間に存在する直角度誤差zwxとが存在するので、直進軸の運動に依存する誤差は、都合21成分となる。なお、直進軸の運動に依存する姿勢誤差は、工作物と工具との間の相対角度誤差として定義される。
　回転軸依存並進誤差・回転軸依存姿勢誤差保存部5（以下、回転軸依存誤差保存部と称す）では、回転軸の運動に依存する並進誤差と姿勢誤差を、回転軸の指令角度に対応した数値データとして保存する。例えば、回転軸をZ軸回りに回転するC軸の1軸のみ有する機械においては、C軸の回転に依存する誤差成分として、直進軸の場合と同様に、ctx、cty、ctz、crx、cry、crz の6成分が存在する。C軸とはC軸の回転中心線を意味するので、ctx はC軸の回転に伴う回転中心位置のX軸方向の並進誤差を表し、cty はC軸の回転に伴う回転中心位置のY軸方向の並進誤差を表す。並進誤差の単位はメートルであり、機械原点に固定された機械座標系上で定義される。また、crx はC軸の回転に伴うX軸回りの回転中心線の姿勢誤差を表し、cry はC軸の回転に伴うY軸回りの回転中心線の姿勢誤差を表す。姿勢誤差の単位はラジアンであり、機械原点に固定された機械座標系上で定義される。
　直進軸3軸に回転軸2軸を有する数値制御工作機械は、例えば5軸加工機と呼ばれ、産業界で広く用いられている。5軸加工機は、2つの回転軸を工具側と工作物側のどちら側に配置するかによって、大きく3つのタイプに分類される。1つ目は、例えば図2に示されるように、2つの回転軸が工作物側に配置されたものであり、「テーブル旋回形」と呼ばれる。2つ目は、例えば図3に示されるように、1つの回転軸が工具側、もう1つの回転軸が工作物側に配置されたものであり、「混合形」ないしは「主軸頭・テーブル旋回形」と呼ばれる。3つ目は、例えば図4に示されるように、2つの回転軸が工具側に配置されたものであり、「主軸頭旋回形」と呼ばれる。
　なお、図2～図4において、3は傾斜回転テーブル、10は主軸頭、11は工具、12は工作物、13はコラム、14はチャック、15はユニバーサルヘッドである。
　図2に示すテーブル旋回形の場合には、A軸の回転角度によりC軸回転中心線の方向が変化するため、C軸の回転に伴う並進誤差および姿勢誤差も、A軸の回転による影響を受ける。同様に、図4に示す主軸頭旋回形の場合にも、C軸の回転角度によりB軸回転中心線の方向が変化するため、B軸の回転に伴う並進誤差および姿勢誤差は、C軸の回転による影響を受ける。このような場合、回転軸の運動に依存する並進誤差と角度誤差は、2つの回転軸の運動による2次元テーブルとして設定されることが望ましい。すなわち、テーブル旋回形の場合には工作物に近い側、主軸頭回転型の場合には工具に近い側の回転軸中心線の並進誤差および姿勢誤差として、rtx、rty、rtz、rrx、rry、rrz を設定する。これらの誤差成分は、2つの回転軸の所定の指令角度に対応した数値データとして保存する。
　一方、図3に示す混合形の場合には、2つの回転軸がそれぞれ工具側と工作物側とに分かれて配置されているため、1つの回転軸の回転角度がもう1つの回転軸の回転中心線の方向に影響を及ぼすことはない。このような場合には、回転軸ごとの並進誤差と姿勢誤差とを、C軸の回転に依存する誤差成分 ctx、cty、ctz、crx、cry、crz と、B軸の回転に依存する誤差成分btx、bty、btz、brx、bry、brz のように、各回転軸の所定の指令角度に対応した数値データとしてそれぞれ設定する。
　直進軸依存位置補正量計算手段6では、直進軸依存誤差保存部4に保存されている直進軸依存並進誤差と直進軸依存姿勢誤差とから、工具先端位置での位置誤差を計算する。直進軸依存並進誤差および姿勢誤差により生じる工具先端位置における位置誤差をETは、指令位置をX、工具ベクトルをXtとすると、数式1により計算できる。直進軸依存位置補正量は、数式1の符号を反転したものとなる。
　（数式1）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　ここで、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　数式1における行列Aは、直進軸の軸構成に応じて変化する。例えば、直進軸3軸全てが主軸側に存在する場合には数式2、Y軸が工作物側、X軸とZ軸が主軸側に存在する場合には数式3、Z軸のみ主軸側で、X軸とY軸が工作物側に存在する場合には数式4のように計算できる。ほかの軸構成についても同様の数式を導くことが容易に可能であることは公知である。
　（数式2）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
　（数式3）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
　（数式4）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
　数式1における指令位置Xは、テーブル旋回形の場合には機械原点に対する主軸端における主軸回転中心位置、混合形の場合には機械原点に対する工具側回転軸と主軸中心線の交点位置（ピボット点）、主軸頭旋回側の場合には機械原点に対する工具側の2つの回転軸中心線の交点位置（ピボット点）を意味する。また、数式1における工具ベクトルXtは、テーブル旋回形の場合には主軸端における主軸回転中心位置に対する工具先端また先端球の中心位置、混合形と主軸頭旋回形の場合には、上記ピボット点に対する工具先端また先端球の中心位置を表す。
　工具側に回転軸を有する場合には、工具ベクトルXtは回転軸の回転角度により変化する。この場合の工具ベクトルXtは、回転軸の指令角度が0度であるときの工具軸ベクトルXt0から計算できることは公知であり、例えば、工具側にB軸を有する混合形の場合には数式5、工具側にB軸とC軸を有する主軸頭旋回形の場合には数式6により計算できる。ここで、θBとθCはそれぞれB軸とC軸の指令角度[rad]である。
　（数式5）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
　（数式6）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
　回転軸依存位置補正量計算手段7では、回転軸依存誤差保存部5に保存されている回転軸依存並進誤差と回転軸依存姿勢誤差とから、工具先端位置での位置誤差を計算する。回転軸依存並進誤差および姿勢誤差により生じる工具先端位置における位置誤差をERは、回転中心位置からみた工具先端位置をXP、工具ベクトルをXtとすると、数式7により計算できる。回転軸依存位置補正量は、数式7の符号を反転したものとなる。右肩のダッシュは、工作物側の姿勢誤差行列であることを表している。
　（数式7）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
　ここで、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
　また、数式7における回転中心位置からみた工具先端位置XPは、図2または図3より、指令位置X、工具ベクトルXt、および回転中心位置XCとから数式8として計算できることがわかる。また工具ベクトルXtは、直進軸依存位置補正量の場合と同様に、例えば数式5や数式6により計算できる。
　（数式8）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
　数式7における並進誤差行列PR、工作物側の姿勢誤差行列AR'および工具側の姿勢誤差行列ARは、図2に示すテーブル旋回形の場合には数式9、図3に示す混合形の場合には数式10、および図4に示す主軸頭旋回形の場合には数式11により表される。
　（数式9）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011
　（数式10）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012
　（数式11）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000013
　回転軸角度補正量計算手段8では、直進軸依存誤差保存部4および回転軸依存誤差保存部5に保存されている直進軸依存姿勢誤差と回転軸依存姿勢誤差とから、制御対象の数値制御工作機械がもつ回転軸の軸構成に応じて無理なく補正ができる方向の姿勢誤差のみを抽出して回転軸角度補正量を計算する。
　ここでの無理なく補正ができるとは、回転軸の角度補正量を、角度補正量による運動がオペレータにより視認できない程度の角度、または角度補正量による工具先端位置への影響が線形近似できる程度の角度にとどめることを意味し、これにより、角度補正量により機械がオペレータの理解を超える運動をすることを回避できるとともに、角度補正量に伴う工具先端位置の変位が線形演算により計算できるので、計算量を大幅に低減できるという効果を有する。
　また、5軸加工機においては、多くの場合に回転軸を所定の角度に固定するため機械的にクランプした状態で加工が行われるが、この場合に回転軸の角度補正量が存在すると機械的なクランプが不可能になる問題が生じる。この場合の無理なく補正ができるとは、機械的なクランプが必要な回転軸については角度補正量をゼロにすることも意味する。回転軸を有しない方向の角度補正量も当然ゼロである。
　以下に、回転軸角度補正量計算手段8において、無理なく補正ができる方向の姿勢誤差のみを抽出して回転軸角度補正量を計算するための具体的な方法の一例を説明する。例えば図2に示すテーブル旋回形の5軸加工機の場合、X軸回りの回転軸であるA軸とZ軸回りの回転軸であるC軸とを有している。このような軸構成をもつ機械の場合、テーブルに固定された座標系におけるY軸回りの姿勢誤差を補正するためには、C軸を180度回転させた上でA軸を回転させる必要があり、僅かな姿勢誤差の補正のためだけに運動としては急激な加減速が生じてしまう。
　さらに、C軸の回転中心線の方向はA軸の回転角度によって変化するため、C軸の回転により補正可能となる姿勢誤差の方向は、A軸の回転角度によって変化することになり、煩雑な計算処理が必要になってしまう。
　本発明の実施例１にかかる回転軸角度補正量計算手段8では、ほかの回転軸の影響により回転中心線の方向が変化しない回転軸である、A軸のみを使って補正可能な姿勢誤差のみを抽出して回転軸角度補正量を計算する。図2に示すテーブル旋回形の5軸加工機において、A軸を使って補正可能な姿勢誤差はX軸回りの姿勢誤差であるから、A軸の角度補正量Δa' は、直進軸依存姿勢誤差の一部および回転軸依存姿勢誤差の一部から数式12により計算できる。ここで、右肩のダッシュは、工作物側の角度補正量であることを示している。なお、数式12において回転軸に依存する姿勢誤差の一成分であるrrxのみ符号が逆になっているが、これは工作物側の回転軸に依存する姿勢誤差を機械座標系上で定義しているためである。
　（数式12）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000014
　図3に示すような混合形の場合、一方の回転軸の回転によりもう一方の回転軸の回転中心線の方向が変化することはない。このような場合には、2つの回転軸を使って2つの方向の姿勢誤差を補正する。B軸の角度補正量ΔbとC軸の角度補正量Δc' は、直進軸依存姿勢誤差の一部および回転軸依存姿勢誤差の一部から数式13により計算できる。ここで、右肩のダッシュは、工作物側の角度補正量であることを示している。また、C軸に依存する姿勢誤差であるcryとcrzのみ符号が逆になっているが、これはC軸が工作物側に配置されているためである。
　（数式13）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000015
　図4に示すような主軸頭旋回形の場合、B軸の回転中心線の方向はC軸の回転角度により変化する。よって、C軸により補正可能なZ軸回りの姿勢誤差のみを抽出して回転軸角度補正量を計算する。C軸の角度補正量Δcは、直進軸依存姿勢誤差の一部および回転軸依存姿勢誤差の一部から数式14により計算できる。
　（数式14）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000016
　無理なく補正可能な姿勢誤差の方向は、回転軸の軸構成によって異なるため、回転軸角度補正量計算手段8では回転軸の軸構成情報から補正可能な方向の姿勢誤差を判別する。この判別を容易にするために、直進軸依存誤差保存部4および回転軸依存誤差保存部5では、直進軸および回転軸に依存する姿勢誤差を方向ごとに分類して保存しておいてもよいし、姿勢誤差の方向に応じたインデックスを付加しておいてもよい。
　回転軸角度補正手段8において計算された回転軸角度補正量分だけ回転軸を回転させると、工具先端位置に位置誤差が生じる。位置加算補正量計算手段9では、回転軸角度補正量による工具先端位置の位置誤差ER+を計算する。工具側に配置された回転軸に対する角度補正量を(Δa,Δb,Δc)、工作物側に配置された回転軸に対する角度補正量を(Δa',Δb',Δc')とすると、角度補正量による工具先端位置の位置誤差ER+は、回転中心位置からみた工具先端位置XPと工具ベクトルXtから以下の数式15により計算でき、位置加算補正量は、数式15の符号を反転したものとなる。なお、右肩のダッシュは工作物側に配置された回転軸の角度補正量行列を表している。
　（数式15）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000017
　ここで、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000018
　工具側に回転軸をもたないテーブル旋回形の場合、数式15における工具側回転軸の角度補正量行列AR+の成分は全てゼロとなり、工作物側回転軸の角度補正量行列A'R+の成分のうち、回転軸角度補正量計算手段8において値が決められた成分以外はゼロとする。工作物側に回転軸をもたない主軸頭旋回形の場合には、工作物側回転軸の角度補正量行列A'R+の成分は全てゼロとなり、工具側回転軸の角度補正量行列AR+の成分のうち、回転軸角度補正量計算手段8において値が決められた成分以外はゼロとする。工具側と工作物側の両方に回転軸をもつ混合形の場合には、工具側回転軸の角度補正量行列AR+と工作物側回転軸の角度補正量行列A'R+の両方について、回転軸角度補正量計算手段8において値が決められ、値が決められた成分以外はゼロとする。また、工具先端位置XPは数式8により計算され、工具ベクトルXtは例えば数式5や数式6により計算される。
　直進軸位置補正量(ΔxΔy,Δz)は、直進軸依存位置補正量計算手段6で計算された直進軸依存位置補正量-ET、回転軸依存位置補正量計算手段7で計算された回転軸依存位置補正量-ER、および位置加算補正量計算手段9で計算された位置加算補正量-ER+とから、数式16により計算される。
　（数式16）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000019
　数式16により計算された直進軸位置補正量を直進軸の指令位置に加算し、回転軸角度補正量計算手段8により計算された回転軸角度補正量を回転軸の角度指令に加算することで、直進軸依存の並進および姿勢誤差と、回転軸依存の並進および姿勢誤差による工具先端位置のずれを補正でき、工具姿勢についても無理なく補正できる範囲で補正される。なお、直進軸位置補正量および回転軸角度補正量の符号および単位は、数値制御工作機械と制御装置の座標系および単位系に応じて適宜変更されるべきものである。
　さらに、バックラッシ補正や熱変位補正等による位置補正量および角度補正量が存在する場合には、本発明による直進軸位置補正量および回転軸角度補正量にさらに加算して使用することができる。
　直進軸依存誤差補正部4および回転軸依存誤差補正部5には、1つの数値制御工作機械に対して複数の直進軸依存並進誤差および姿勢誤差データと、回転軸依存並進誤差および姿勢誤差データとを保存しておくこともでき、さらに複数データ間を補間することも可能である。これにより、例えば大型の工作機械において加工エリアごとに誤差データを設定しておくことや、周辺温度ごとあるいは加工開始からの経過時間ごとの誤差データを設定、ないしは運動方向ごとの誤差データを設定しておくことが可能となる。
　図1に示す本発明の実施例１における直進軸位置補正量と回転軸角度補正量の計算方法において、直進軸依存誤差保存部4と直進軸依存位置補正量計算手段6とを省略するか、直進軸依存並進誤差および姿勢誤差を全てゼロとすれば、回転軸依存並進誤差および姿勢誤差による影響のみに対する直進軸位置補正量と回転軸角度補正量とが計算される。同様に、回転軸依存誤差保存部5と回転軸依存位置補正量計算手段7とを省略するか、回転軸依存並進後および姿勢誤差を全てゼロとすれば、直進軸依存並進誤差および姿勢誤差による影響のみに対する直進軸位置補正量と回転軸角度補正量とが計算される。
　回転軸の運動に依存する並進誤差ならびに姿勢誤差を測定する際には、多くの場合、直進軸の運動を基準に、直進軸に対する誤差として測定される。そのため、直進軸に誤差が存在する場合には、直進軸の運動に依存する誤差も回転軸の運動に依存する誤差に含まれた状態で測定されてしまうという問題点が生じる。
　そこで本発明の数値制御装置では、まず直進軸の運動に依存する並進誤差および姿勢誤差のみを測定して直進軸依存誤差保存部4に設定し、直進軸の運動に依存する誤差による影響を補正した状態で回転軸の運動に依存する誤差を測定する。これにより、直進軸の運動に依存する誤差による影響を受けずに、回転軸の運動に依存する誤差のみを測定でき、より正確な直進軸位置補正量と回転軸角度補正量とを計算できるという効果を有する。
　例えば図2に示すテーブル旋回形の機械でA軸を所定の角度、例えば90度に機械的に固定して加工を行う場合がある。この場合、C軸の回転中心線の方向はY軸方向を向き、Y軸回りに回転するB軸とみなすことができる。このような場合には、回転軸角度補正量計算手段8ではY軸回りの姿勢誤差のみを抽出して回転軸角度補正量とすることもできる。90度以外の角度で固定された場合についても同様である。
　以上説明したように、この実施例によれば、直進軸に依存する並進誤差と姿勢誤差、および回転軸に依存する並進誤差と姿勢誤差とから、工具先端位置を補正するための直進軸依存位置補正量と回転軸依存位置補正量を計算するとともに、姿勢誤差の一部から回転軸の角度補正量を計算し、さらに角度補正量による工具先端位置のずれを補正するための位置加算補正量を計算するようにしたので、工具先端位置を誤差のない位置に移動しつつ、無理なく補正可能な方向の工具姿勢については誤差のない姿勢に保つことで、高精度な加工を実現することができる。
　本発明の数値制御装置は、特に5軸加工機の機械誤差を補正する数値制御装置として用いられるのに適している。
　1　テーブル、2　運動案内部、3　傾斜回転テーブル、4　直進軸依存誤差保存部、5　回転軸依存誤差保存部、6　直進軸依存位置補正量計算手段、7　回転軸依存位置補正量計算手段、8　回転軸角度補正量計算手段、9　位置加算補正量計算手段、10　主軸頭、11　工具、12　工作物、13　コラム、14　チャック、15　ユニバーサルヘッド。

Claims (6)

  1. 　直進軸と回転軸とを有する工作機械を数値制御する数値制御装置において、
    　回転軸の運動に依存する並進誤差と姿勢誤差とから直進軸の位置補正量を計算する回転軸依存位置補正量計算手段と、
    　回転軸の運動に依存する姿勢誤差の一部から回転軸の角度補正量を計算する回転軸角度補正量計算手段と、
    　前記回転軸補正量に対応する直進軸の位置補正量を計算する位置加算補正量計算手段と
    を有することを特徴とする数値制御装置。
  2. 　直進軸と回転軸とを有する工作機械を数値制御する数値制御装置において、
    　直進軸の運動に依存する並進誤差と姿勢誤差とから直進軸の位置補正量を計算する直進軸依存位置補正量計算手段と、
    　直進軸の運動に依存する姿勢誤差の一部から回転軸の角度補正量を計算する回転軸角度補正量計算手段と、
    　前記回転軸補正量に対応する直進軸の位置補正量を計算する位置加算補正量計算手段と
    を有することを特徴とする数値制御装置。
  3. 　直進軸と回転軸とを有する工作機械を数値制御する数値制御装置において、
    　直進軸の運動に依存する並進誤差と姿勢誤差とから直進軸の位置補正量を計算する直進軸依存位置補正量計算手段と、
    　回転軸の運動に依存する並進誤差と姿勢誤差とから直進軸の位置補正量を計算する回転軸依存位置補正量計算手段と、
    　直進軸の運動に依存する姿勢誤差の一部と回転軸の運動に依存する姿勢誤差の一部とから回転軸の角度補正量を計算する回転軸角度補正量計算手段と、
    　前記回転軸補正量に対応する直進軸の位置補正量を計算する位置加算補正量計算手段とを有することを特徴とする数値制御装置。
  4. 　前記回転軸の運動に依存する並進誤差と姿勢誤差は、
    　前記直進軸の運動に依存する並進誤差と直進誤差による影響を請求項2に記載の数値制御装置によって補正した状態で測定されることを特徴とする請求項3に記載の数値制御装置。
  5. 　2つ以上の回転軸を有する数値制御工作機械において、
    　前記回転軸補正量計算手段は、一方の回転軸の運動により回転中心線の方向が変化しない回転軸の角度補正量を計算することを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の数値制御装置。
  6. 　前記回転軸補正量計算手段は、所定の角度で機械的にクランプされた回転軸の角度補正量は0とすることを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の数値制御装置。
PCT/JP2010/001286 2010-02-25 2010-02-25 数値制御装置 Ceased WO2011104757A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/001286 WO2011104757A1 (ja) 2010-02-25 2010-02-25 数値制御装置
EP10846426.4A EP2541353B1 (en) 2010-02-25 2010-02-25 Numeric control device
CN201080064831.5A CN102782598B (zh) 2010-02-25 2010-02-25 数控装置
JP2012501525A JP5105024B2 (ja) 2010-02-25 2010-02-25 数値制御装置
US13/581,124 US20120323373A1 (en) 2010-02-25 2010-02-25 Numerical control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/001286 WO2011104757A1 (ja) 2010-02-25 2010-02-25 数値制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011104757A1 true WO2011104757A1 (ja) 2011-09-01

Family

ID=44506207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/001286 Ceased WO2011104757A1 (ja) 2010-02-25 2010-02-25 数値制御装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120323373A1 (ja)
EP (1) EP2541353B1 (ja)
JP (1) JP5105024B2 (ja)
CN (1) CN102782598B (ja)
WO (1) WO2011104757A1 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012164306A (ja) * 2011-01-20 2012-08-30 Canon Inc ５軸制御加工機の数値制御装置、数値制御方法、プログラム、金型および成形品
JP2012220999A (ja) * 2011-04-04 2012-11-12 Okuma Corp 工作機械の補正値演算方法及びプログラム
JP2012221000A (ja) * 2011-04-04 2012-11-12 Okuma Corp 工作機械の補正値演算方法及びプログラム
JP2013033362A (ja) * 2011-08-01 2013-02-14 Fanuc Ltd 誤差補正部を備えた数値制御装置
US9002503B2 (en) 2011-04-04 2015-04-07 Okuma Corporation Method and program for calculating correction value for machine tool
JP2015069355A (ja) * 2013-09-27 2015-04-13 ファナック株式会社 誤差補正量作成装置
JP6641543B1 (ja) * 2019-04-12 2020-02-05 三菱電機株式会社 数値制御装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010109536A1 (ja) * 2009-03-27 2010-09-30 三菱電機株式会社 数値制御装置および当該数値制御装置の制御方法
JP5670504B2 (ja) * 2013-03-27 2015-02-18 ファナック株式会社 数値制御工作機械および数値制御工作機械の主軸誤差補正方法
JP5792271B2 (ja) * 2013-12-19 2015-10-07 ファナック株式会社 ワークによる変位誤差を補正する機能を備えた数値制御装置
JP6088478B2 (ja) * 2014-10-27 2017-03-01 ファナック株式会社 テーブル形式データによる運転を行う数値制御装置
JP6423827B2 (ja) * 2016-07-28 2018-11-14 ファナック株式会社 数値制御装置および工具の移動制御方法
US10969760B2 (en) * 2018-04-12 2021-04-06 Faro Technologies, Inc. Coordinate measurement system with auxiliary axis
US12461503B2 (en) 2020-02-04 2025-11-04 Fanuc Corporation Control device
WO2021182305A1 (ja) * 2020-03-11 2021-09-16 ファナック株式会社 数値制御装置
EP4148515B1 (de) * 2021-09-13 2023-11-22 Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH Verfahren zur dynamischen kompensation von winkelfehlern beim betreiben einer werkzeugmaschine und werkzeugmaschine, die mit einem derartigen verfahren betreibbar ist

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0438185B2 (ja) 1984-10-11 1992-06-23 Fujitsu Ltd
JP2006155530A (ja) * 2004-12-01 2006-06-15 Mitsubishi Electric Corp 数値制御装置及び数値制御工作機械
JP2008269316A (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 Makino Milling Mach Co Ltd 数値制御工作機械及び数値制御装置
JP2009009274A (ja) * 2007-06-27 2009-01-15 Fanuc Ltd 数値制御装置
JP4327894B2 (ja) 2007-11-30 2009-09-09 ファナック株式会社 ５軸加工機を制御する数値制御装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100411792C (zh) * 2003-02-06 2008-08-20 三菱电机株式会社 螺纹切削控制方法及其装置
JP4673326B2 (ja) * 2007-01-11 2011-04-20 オークマ株式会社 回転軸の位置制御装置
WO2009057229A1 (ja) * 2007-11-02 2009-05-07 Makino Milling Machine Co., Ltd. エラーマップ作成方法及び装置並びにエラーマップ作成機能を有した数値制御工作機械

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0438185B2 (ja) 1984-10-11 1992-06-23 Fujitsu Ltd
JP2006155530A (ja) * 2004-12-01 2006-06-15 Mitsubishi Electric Corp 数値制御装置及び数値制御工作機械
JP2008269316A (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 Makino Milling Mach Co Ltd 数値制御工作機械及び数値制御装置
JP2009009274A (ja) * 2007-06-27 2009-01-15 Fanuc Ltd 数値制御装置
JP4327894B2 (ja) 2007-11-30 2009-09-09 ファナック株式会社 ５軸加工機を制御する数値制御装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2541353A4 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012164306A (ja) * 2011-01-20 2012-08-30 Canon Inc ５軸制御加工機の数値制御装置、数値制御方法、プログラム、金型および成形品
JP2014017025A (ja) * 2011-01-20 2014-01-30 Canon Inc ５軸制御加工機、５軸制御加工機の数値制御装置、数値制御方法、プログラム、部品の製造方法、金型および成形品
JP2012220999A (ja) * 2011-04-04 2012-11-12 Okuma Corp 工作機械の補正値演算方法及びプログラム
JP2012221000A (ja) * 2011-04-04 2012-11-12 Okuma Corp 工作機械の補正値演算方法及びプログラム
US9002503B2 (en) 2011-04-04 2015-04-07 Okuma Corporation Method and program for calculating correction value for machine tool
JP2013033362A (ja) * 2011-08-01 2013-02-14 Fanuc Ltd 誤差補正部を備えた数値制御装置
JP2015069355A (ja) * 2013-09-27 2015-04-13 ファナック株式会社 誤差補正量作成装置
US10054930B2 (en) 2013-09-27 2018-08-21 Fanuc Corporation Error correction amount creating device
JP6641543B1 (ja) * 2019-04-12 2020-02-05 三菱電機株式会社 数値制御装置
WO2020208827A1 (ja) * 2019-04-12 2020-10-15 三菱電機株式会社 数値制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2541353B1 (en) 2014-12-17
JPWO2011104757A1 (ja) 2013-06-17
US20120323373A1 (en) 2012-12-20
CN102782598A (zh) 2012-11-14
CN102782598B (zh) 2014-11-12
EP2541353A1 (en) 2013-01-02
JP5105024B2 (ja) 2012-12-19
EP2541353A4 (en) 2013-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5105024B2 (ja) 数値制御装置
CN102736559B (zh) 机床的校正值运算方法以及机床的控制装置
JP6570957B2 (ja) 機械構造体の幾何誤差同定方法と当該幾何誤差同定方法を使用した数値制御方法、数値制御装置及びマシニングセンタ
JP6295070B2 (ja) 多軸工作機械の幾何誤差同定方法及び多軸工作機械
CN102736560B (zh) 机床的校正值运算方法
JP5404823B2 (ja) ５軸制御加工機、５軸制御加工機の数値制御装置、数値制御方法、プログラム、ワークの製造方法、金型および成形品
JP6942577B2 (ja) 工作機械の数値制御装置及び数値制御方法
JP5968749B2 (ja) 幾何誤差同定方法と当該幾何誤差同定方法を使用した数値制御方法、数値制御装置及びマシニングセンタ
JP4290639B2 (ja) 数値制御装置及び数値制御工作機械
JP2011173234A (ja) 工作機械の制御方法
CN114402266A (zh) 用于在精密坐标磨削过程期间校正机加工误差的系统和方法
CN104972361A (zh) 计测系统
CN109531205B (zh) 正交式双转台基座可转动数控夹具系统及其调控方法
JP2008269316A (ja) 数値制御工作機械及び数値制御装置
KR101571973B1 (ko) 틸팅 로터리 테이블을 구비한 5축 공작기계의 틸팅축 볼바 측정 방법
US12422814B2 (en) Workpiece machining method and workpiece machining device
JP5355037B2 (ja) 精度測定方法及び数値制御工作機械の誤差補正方法並びに誤差補正機能を有した数値制御工作機械
CN117884949A (zh) 误差补偿方法及五轴机床
JP5740201B2 (ja) 幾何誤差同定装置
JP5713764B2 (ja) 工作機械の補正値演算方法及びプログラム
JP5956952B2 (ja) 数値制御工作機械
JP2014238782A (ja) 工作機械の制御方法
US20210291307A1 (en) 5-axis processing machine
JP5764366B2 (ja) 工作機械の補正値演算方法及びプログラム
JP2016038674A (ja) 工作機械の補正値演算方法及び補正値演算プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080064831.5

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10846426

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012501525

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13581124

Country of ref document: US

Ref document number: 2010846426

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE