JPH05100723A - Tool length correcting system for machine tool - Google Patents

Tool length correcting system for machine tool

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JPH05100723A
JPH05100723A JP26221091A JP26221091A JPH05100723A JP H05100723 A JPH05100723 A JP H05100723A JP 26221091 A JP26221091 A JP 26221091A JP 26221091 A JP26221091 A JP 26221091A JP H05100723 A JPH05100723 A JP H05100723A
Authority
JP
Japan
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tool
vector
calculated
tool length
length correction
Prior art date
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Pending
Application number
JP26221091A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Sasaki
隆夫 佐々木
Toshiaki Otsuki
俊明 大槻
Seiji Ishii
清次 石井
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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Publication of JPH05100723A publication Critical patent/JPH05100723A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve machining accuracy by controlling a machining path so as to be a straight line in the case linear interpolation is executed in a machine tool provide with a rotary head. CONSTITUTION:A tool length correction vector V is calculated for every distribution period in accordance with the angle of an axis of rotation for controlling the inclination of the rotary head, and tool length is corrected based on the calculated tool length correction vector V. Besides, the distribution pulse vector DELTAU of the command path of a tool tip path is calculated by the linear interpolation, and the variation vector DELTAV of the tool length correction vector V at every distribution period is calculated in accordance with the angle of the axis of rotation, and the distribution pulse vector DELTAP of a tool standard position after the correction of the tool length is calculated from the calculated distribution pulse vector DELTAU of the command path and the variation vector DELTAV. Thus, when the tool standard position is moved along a moving curve L4, the actual machining path of the tool tip comes to conform with the command like the straight line L3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は工作機械の工具長補正方
式に関し、特に少なくとも1軸の回転軸を持つロータリ
ヘッドを備えた工作機械において工具回転軸がZ軸に対
し任意に傾斜しているときに工具長を補正する工作機械
の工具長補正方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool length correcting method for a machine tool, and more particularly to a machine tool having a rotary head having at least one rotary shaft, the rotary shaft of the tool being arbitrarily inclined with respect to the Z axis. This invention relates to a tool length correction method for machine tools that sometimes corrects the tool length.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、数値制御工作機械では、複雑な型
等を加工するために工具を保持するヘッドが回転できる
ようになったロータリヘッドを有するものがある。こう
したロータリヘッドを有する工作機械において、工具回
転軸がZ軸に対し任意に傾斜しているときには、工具長
補正量がその傾斜角の大きさに応じて変化するため、傾
斜角の大きさに応じた工具長補正ベクトルを求めて工具
長補正を行うようにした工具補正方式が、例えば、特開
平3−109606号にて公知である。
2. Description of the Related Art Conventionally, some numerically controlled machine tools have a rotary head in which a head for holding a tool can be rotated in order to process a complicated mold or the like. In a machine tool having such a rotary head, when the tool rotation axis is arbitrarily tilted with respect to the Z axis, the tool length correction amount changes according to the size of the tilt angle. A tool correction method in which a tool length correction vector is obtained and the tool length is corrected is known in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-109606.

【0003】図4は上記補正方式が適用される工作機械
のロータリヘッドの概観図である。図中、ロータリヘッ
ド1はY軸に平行なB軸3を中心として回転できるよう
になっており、また、Z軸に平行なC軸4を中心として
回転できるようにもなっている。C軸4の先端には工具
5が設けられている。工具オフセット量が零の位置に相
当するロータリヘッド1上の工具基準位置をGとし、工
具5の先端位置をHとする。
FIG. 4 is a schematic view of a rotary head of a machine tool to which the above correction method is applied. In the figure, the rotary head 1 can rotate about a B axis 3 parallel to the Y axis, and can also rotate about a C axis 4 parallel to the Z axis. A tool 5 is provided at the tip of the C-axis 4. The tool reference position on the rotary head 1 corresponding to the position where the tool offset amount is zero is G, and the tip position of the tool 5 is H.

【0004】図5は、上記工具基準位置Gおよび工具先
端位置Hの、加工ブロック内での移動の軌跡を示す図で
ある。以下、図4および図5を参照して説明する。上記
工具補正方式においては、加工ブロックの終点毎に工具
長補正ベクトルVを算出し、その算出された工具長補正
ベクトルVによって工具長補正を行って加工ブロック内
の始点S及び終点Eでの工具基準位置GS ,GE を算出
する。そして、特に直線補間の場合には、そうして算出
された2つの工具基準位置GS ,G E 間を工具基準位置
Gが直線L1に沿って移動するように工具の移動制御が
行われる。
FIG. 5 shows the tool reference position G and the tool tip.
FIG. 6 is a diagram showing a locus of movement of the end position H in the processing block.
is there. Hereinafter, description will be given with reference to FIGS. 4 and 5. the above
In the tool compensation method, a tool is used for each end point of the machining block.
Calculate the length correction vector V and calculate the calculated tool length
Within the machining block by performing tool length compensation with vector V
Tool reference position G at start point S and end point E ofS, GECalculate
To do. And especially for linear interpolation,
Two tool reference positions GS, G ETool reference position between
Tool movement control is performed so that G moves along the straight line L1.
Done.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記工具の移
動制御のように、2つの工具基準位置GS ,GE 間を工
具基準位置Gが直線L1に沿って移動した場合、実際の
加工経路となる工具先端位置Hの移動軌跡は図5の曲線
L2のようになる。本来、指令された工具経路は、加工
ブロック内の始点S及び終点Eでの工具先端位置HS
E 間を結ぶ直線L3にもかかわらず、実際の工具先端
経路は、ロータリヘッドの始点S、終点E間での回転に
伴い、曲線L2のようになってしまう。なお、図5に示
した曲線L2の曲率は実際よりも少し大きく表現してあ
る。
However, when the tool reference position G moves along the straight line L1 between the two tool reference positions G S and G E as in the above tool movement control, the actual machining path is The locus of movement of the tool tip position H is as shown by the curve L2 in FIG. Originally, the commanded tool path is the tool tip position H S at the start point S and the end point E in the machining block,
Despite the straight line L3 connecting H E , the actual tool tip path becomes a curve L2 as the rotary head rotates between the start point S and the end point E. The curvature of the curve L2 shown in FIG. 5 is expressed to be slightly larger than it actually is.

【0006】従って、指令通りの加工が行われず、ロー
タリヘッドが加工ブロック内の始点Sと終点Eとの間で
大きく回転する場合には加工精度が悪化するという問題
点があった。
Therefore, there is a problem that the machining accuracy is deteriorated when the machining according to the command is not performed and the rotary head largely rotates between the start point S and the end point E in the machining block.

【0007】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、ロータリヘッドを備えた工作機械で直線補間
を行なった場合に加工経路が直線となるように制御し
て、加工精度の改善を図った工作機械の工具長補正方式
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and improves the machining accuracy by controlling the machining path to be a straight line when linear interpolation is performed by a machine tool having a rotary head. It is an object of the present invention to provide a tool length correction method for a machine tool designed to achieve the above.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、少なくとも1軸の回転軸を持つロータリ
ヘッドを備えた工作機械の工具長補正方式において、ロ
ータリヘッドの傾きを制御するための回転軸の角度に応
じて分配周期毎に工具長補正ベクトル(V)を算出し、
前記算出された工具長補正ベクトル(V)に基づき工具
長を補正することを特徴とする工作機械の工具長補正方
式が、提供される。
In order to solve the above problems, the present invention is directed to controlling the inclination of a rotary head in a tool length correction system for a machine tool having a rotary head having at least one rotary shaft. The tool length correction vector (V) is calculated for each distribution cycle according to the angle of the rotation axis of
There is provided a tool length correction method for a machine tool, which corrects a tool length based on the calculated tool length correction vector (V).

【0009】また、少なくとも1軸の回転軸を持つロー
タリヘッドを備えた工作機械の工具長補正方式におい
て、工具先端経路である指令経路の分配パルスベクトル
(ΔU)を直線補間によって算出し、前記回転軸の角度
に応じて、分配周期毎の工具長補正ベクトル(V)の変
化量ベクトル(ΔV)を算出し、前記算出された分配パ
ルスベクトル(ΔU)と前記算出された変化量ベクトル
(ΔV)とから、工具長補正がされた後である、工具基
準位置の分配パルスベクトル(ΔP)を算出することを
特徴とする工作機械の工具長補正方式が、提供される。
Further, in a tool length correction method for a machine tool having a rotary head having at least one rotation axis, a distributed pulse vector (ΔU) of a command path which is a tool tip path is calculated by linear interpolation, and the rotation is performed. A variation vector (ΔV) of the tool length correction vector (V) for each distribution cycle is calculated according to the axis angle, and the calculated distribution pulse vector (ΔU) and the calculated variation vector (ΔV). From the above, there is provided a tool length correction method for a machine tool, which is characterized in that a distribution pulse vector (ΔP) of a tool reference position after the tool length correction is calculated.

【0010】[0010]

【作用】ロータリヘッドの傾きを制御するための回転軸
の角度に応じて分配周期毎に工具長補正ベクトル(V)
を算出し、算出された工具長補正ベクトル(V)に基づ
き工具長を補正する。
A tool length correction vector (V) is provided for each distribution cycle according to the angle of the rotary shaft for controlling the inclination of the rotary head.
Is calculated, and the tool length is corrected based on the calculated tool length correction vector (V).

【0011】また、工具先端経路である指令経路の分配
パルスベクトル(ΔU)を直線補間によって算出し、前
記回転軸の角度に応じて分配周期毎の工具長補正ベクト
ル(V)の変化量ベクトル(ΔV)を算出し、前記算出
された指令経路の分配パルスベクトル(ΔU)と前記算
出された変化量ベクトル(ΔV)とから、工具長補正が
された後である、工具基準位置の分配パルスベクトル
(ΔP)を算出する。
The distribution pulse vector (ΔU) of the command path which is the tool tip path is calculated by linear interpolation, and the variation amount vector (V) of the tool length correction vector (V) for each distribution cycle is calculated according to the angle of the rotary axis. [Delta] V) is calculated, and from the calculated distribution pulse vector ([Delta] U) of the command path and the calculated variation vector ([Delta] V), the distribution pulse vector of the tool reference position after the tool length is corrected. Calculate (ΔP).

【0012】これによって、ロータリヘッドを備えた工
作機械で直線補間を行なった場合に、実際の加工経路を
直線とすることができる。
Thus, when the machine tool having the rotary head performs the linear interpolation, the actual machining path can be made a straight line.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図2は本発明が適用される5軸制御の数値制御
装置(CNC)のハードウェアのブロック図である。図
において、10は数値制御装置(CNC)である。プロ
セッサ(CPU)11は数値制御装置10全体の制御の
中心となるプロセッサであり、バス21を介して、RO
M12に格納されたシステムプログラムを読み出し、こ
のシステムプログラムに従って、数値制御装置10全体
の制御を実行する。RAM13には一時的な計算デー
タ、表示データ等が格納される。RAM13にはSRA
Mが使用される。不揮発性メモリ14には工具径補正
量、ピッチ誤差補正量、加工プログラム及びパラメータ
等が格納される。不揮発性メモリ14は、バッテリ(図
示せず)でバックアップされたCMOSからなり、数値
制御装置10の電源がオフされても、それらのデータは
そのまま保持される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a hardware block diagram of a 5-axis control numerical controller (CNC) to which the present invention is applied. In the figure, 10 is a numerical controller (CNC). A processor (CPU) 11 is a central processor for controlling the numerical control device 10 as a whole, and a RO is connected via a bus 21.
The system program stored in M12 is read, and the control of the numerical controller 10 as a whole is executed in accordance with this system program. The RAM 13 stores temporary calculation data, display data, and the like. RAM13 has SRA
M is used. The non-volatile memory 14 stores a tool diameter correction amount, a pitch error correction amount, a machining program, parameters and the like. The non-volatile memory 14 is composed of a CMOS backed up by a battery (not shown), and even when the power of the numerical control device 10 is turned off, those data are retained as they are.

【0014】インタフェース(INT)15は外部機器
用のインタフェースであり、紙テープリーダ、紙テープ
パンチャー、紙テープリーダ・パンチャー等の外部機器
(TR)31が接続される。紙テープリーダからは加工
プログラムが読み込まれ、また、数値制御装置10内で
編集された加工プログラムを紙テープパンチャーに出力
することができる。
The interface (INT) 15 is an interface for an external device, and is connected to an external device (TR) 31 such as a paper tape reader, a paper tape puncher, or a paper tape reader / puncher. The processing program is read from the paper tape reader, and the processing program edited in the numerical controller 10 can be output to the paper tape puncher.

【0015】PMC(プログラマブル・マシン・コント
ローラ)16は数値制御装置10に内蔵され、ラダー形
式で作成されたシーケンスプログラムで機械を制御す
る。すなわち、加工プログラムで指令された、M機能、
S機能及びT機能に従って、これらをシーケンスプログ
ラムで機械側で必要な信号に変換し、I/Oユニット1
7から機械側に出力する。この出力信号は機械側のマグ
ネット等を駆動し、油圧バルブ、空圧バルブ及び電気ア
クチュエイタ等を作動させる。また、機械側のリミット
スイッチ及び機械操作盤のスイッチ等の信号を受けて、
必要な処理をして、プロセッサ11に渡す。
A PMC (Programmable Machine Controller) 16 is built in the numerical controller 10 and controls the machine with a sequence program created in a ladder format. That is, the M function instructed by the machining program,
According to the S function and T function, these are converted into necessary signals on the machine side by the sequence program, and the I / O unit 1
Output from 7 to the machine side. This output signal drives a magnet or the like on the machine side to operate a hydraulic valve, a pneumatic valve, an electric actuator, or the like. Also, in response to signals from the machine side limit switch and machine control panel switch,
Perform necessary processing and pass it to the processor 11.

【0016】各軸の現在位置、アラーム、パラメータ、
画像データ等の画像信号はCRT/MDIユニット25
の表示装置に送られ、表示装置に表示される。インタフ
ェース(INT)19はCRT/MDIユニット25内
のキーボードからのデータを受けて、プロセッサ11に
渡す。
The current position of each axis, alarms, parameters,
Image signals such as image data are sent to the CRT / MDI unit 25
Is sent to the display device and displayed on the display device. The interface (INT) 19 receives data from the keyboard in the CRT / MDI unit 25 and transfers it to the processor 11.

【0017】インタフェース(INT)20は手動パル
ス発生器32に接続され、手動パルス発生器32からの
パルスを受ける。手動パルス発生器32は機械操作盤に
実装され、手動で機械稼働部を精密に位置決めするのに
使用される。
The interface (INT) 20 is connected to the manual pulse generator 32 and receives pulses from the manual pulse generator 32. The manual pulse generator 32 is mounted on the machine operation panel and is used to manually precisely position the working part of the machine.

【0018】軸制御回路41〜45はプロセッサ11か
らの各軸の移動指令を受けて、各軸の指令をサーボアン
プ51〜55に出力する。サーボアンプ51〜55はこ
の移動指令を受けて、各軸(X,Y,Z,B,C軸)の
サーボモータ61〜65を駆動する。サーボモータ61
〜65には位置検出用のパルスコーダが内蔵されてお
り、このパルスコーダから位置信号がパルス列として各
軸制御回路41〜45にフィードバックされる。場合に
よっては、位置検出器として、リニアスケールが使用さ
れる。また、このパルス列をF/V(周波数/速度)変
換することにより、速度信号を生成することができる。
図ではこれらの位置信号のフィードバックライン及び速
度フィードバックは省略してある。
The axis control circuits 41 to 45 receive the movement command of each axis from the processor 11 and output the command of each axis to the servo amplifiers 51 to 55. The servo amplifiers 51 to 55 receive the movement command and drive the servo motors 61 to 65 for the respective axes (X, Y, Z, B, C axes). Servo motor 61
A pulse coder for position detection is built in to 65, and a position signal is fed back from each pulse coder to each axis control circuit 41 to 45 as a pulse train. In some cases, a linear scale is used as the position detector. A speed signal can be generated by F / V (frequency / speed) conversion of this pulse train.
In the figure, the feedback line and velocity feedback of these position signals are omitted.

【0019】スピンドル制御回路71はスピンドル回転
指令及びスピンドルのオリエンテーション等の指令を受
けて、スピンドルアンプ72にスピンドル速度信号を出
力する。スピンドルアンプ72はこのスピンドル速度信
号を受けて、スピンドルモータ73を指令された回転速
度で回転させる。また、オリエンテーション指令によっ
て、所定の位置にスピンドルを位置決めする。
The spindle control circuit 71 receives a spindle rotation command and a spindle orientation command and outputs a spindle speed signal to a spindle amplifier 72. The spindle amplifier 72 receives the spindle speed signal and rotates the spindle motor 73 at the commanded rotation speed. In addition, the spindle is positioned at a predetermined position according to the orientation command.

【0020】スピンドルモータ73には歯車あるいはベ
ルトでポジションコーダ82が結合されている。従っ
て、ポジションコーダ82はスピンドル73に同期して
回転し、帰還パルスを出力し、その帰還パルスはインタ
フェース81を経由して、プロセッサ11によって、読
み取られる。この帰還パルスは他の軸をスピンドルモー
タ73に同期して移動させ、精密なタッピング加工等を
可能にする。
A position coder 82 is connected to the spindle motor 73 by a gear or a belt. Therefore, the position coder 82 rotates in synchronization with the spindle 73, outputs a feedback pulse, and the feedback pulse is read by the processor 11 via the interface 81. This feedback pulse moves the other shaft in synchronization with the spindle motor 73, enabling precise tapping processing and the like.

【0021】図3は、以上のように構成される数値制御
装置で実行される工具長補正方式の処理プログラムのフ
ローチャートである。本プログラムはROM12に格納
されていて、分配周期(例えば8msec)毎にプロセ
ッサ11で実行される。図中Sに続く数字はステップ番
号を表す。
FIG. 3 is a flow chart of a processing program of the tool length correction method executed by the numerical control device configured as described above. This program is stored in the ROM 12 and is executed by the processor 11 every distribution cycle (for example, 8 msec). The numbers following S in the figure represent step numbers.

【0022】図3の説明に先立って、図1を用いて、本
発明における工具移動制御の様子を説明する。ロータリ
ヘッドが加工ブロック内の始点Sと終点Eとの間で回転
しても、実際の工具先端の移動が、ブロック内の始点S
及び終点Eでの工具先端位置HS ,H E 間を結ぶ直線L
3に沿って行われるようにするために、工具基準位置G
の加工ブロック内の移動を、曲線L4に沿って行うよう
にする。この曲線L4は、加工ブロック内の始点S及び
終点Eでの工具基準位置であるGS ,GE 間を結ぶ曲線
であり、工具基準位置GS に、分配周期毎に算出した工
具基準位置の分配パルスベクトルΔPを順次加算するこ
とによって得られる。この分配パルスベクトルΔPの算
出方法を図3に戻って説明する。
Prior to the description of FIG. 3, the book will be described with reference to FIG.
A state of tool movement control in the invention will be described. Rotary
The head rotates between the start point S and the end point E in the processing block.
Even so, the actual movement of the tool tip depends on the start point S in the block.
And tool tip position H at end point ES, H EStraight line L connecting between
Tool reference position G in order to be carried out along 3
So that the movement within the machining block of is performed along the curve L4
To This curve L4 is the starting point S and
G which is the tool reference position at the end point ES, GECurve connecting between
And the tool reference position GSIn addition, the work calculated for each distribution cycle
The distributed pulse vector ΔP at the tool reference position can be sequentially added.
Obtained by. Calculation of this distributed pulse vector ΔP
The output method will be described by returning to FIG.

【0023】先ず、ステップS1の実行の前に、加工ブ
ロックを読み込むことにより下記値を設定する。 工具先端における指令開始位置S=(SX ,SY
Z ,SB ,SC ) 工具先端における指令終了位置E=(EX ,EY
Z ,EB ,EC ) 曲線L4上の分配周期毎の工具基準位置P=(PX ,P
Y ,PZ ,B,C) 以上の3位置において、カッコ内の第1項〜第3項は
X,Y,Z軸の座標値を表し、第4項、第5項はB,C
軸の回転位置を表す。以下のベクトルにおいては、各項
は上記と同様の各軸でのベクトル成分を表す。 位置Pでの工具基準位置の分配パルスベクトルΔP(工
具長補正後に相当)=(ΔPX ,ΔPY ,ΔPZ ,Δ
B,ΔC) 分配周期毎の指令経路上Qでの工具先端位置の分配パル
スベクトルΔU=(ΔUX ,ΔUY ,ΔUZ ,ΔB,Δ
C) 位置Qでの工具長補正ベクトルV=(VX ,VY
Z ,0,0) 位置Qでの工具長補正ベクトルVの変化量ΔV=(ΔV
X ,ΔVY ,ΔVZ ,0,0) 工具長補正ベクトルfi(B,C)=Vi (i=X,
Y,Z) すなわち、 VX =hsin Bsin C VY =−hsin BCOS C VZ =hCOS B (hは工具オフセット量。VX ,VY ,VZ の算出につ
いては特開平3−109606号に詳述あり。) 指令速度F 分配周期ΔT 以上の値に基づいて以下のステップを実行する。 〔S1〕位置Qでの工具先端位置の分配パルスベクトル
ΔUを下記のようにして算出する。ΔUは工具長補正ベ
クトルVを含まない各軸の工具長分配パルスベクトルに
相当する。
First, before the execution of step S1, the following values are set by reading the machining block. Command start position S = (S X , S Y , at the tool tip,
S Z , S B , S C ) Command end position E = (E X , E Y , at the tool tip)
E Z , E B , E C ) Tool reference position P = (P X , P on the curve L4 for each distribution cycle)
Y , P Z , B, C) At the above three positions, the first to third terms in the parentheses represent the coordinate values of the X, Y and Z axes, and the fourth and fifth terms are B and C.
Indicates the rotational position of the axis. In the following vectors, each term represents a vector component on each axis similar to the above. Distribution pulse vector ΔP of the tool reference position at position P (corresponding to after tool length correction) = (ΔP X , ΔP Y , ΔP Z , Δ
B, ΔC) Distribution pulse vector ΔU = (ΔU X , ΔU Y , ΔU Z , ΔB, Δ) at the tool tip position on the command path Q for each distribution cycle
C) Tool length correction vector at position Q V = (V X , V Y ,
V Z , 0, 0) Amount of change in tool length correction vector V at position Q ΔV = (ΔV
X , ΔV Y , ΔV Z , 0, 0) Tool length correction vector fi (B, C) = Vi (i = X,
Y, Z) i.e., JP-A for the calculation of V X = hsin Bsin C V Y = -hsin B COS C V Z = h COS B (h the tool offset amount .V X, V Y, V Z 3-109606 (Detailed description in No.) Command speed F Distribution cycle ΔT The following steps are executed based on the values above. [S1] The distributed pulse vector ΔU at the tool tip position at the position Q is calculated as follows. ΔU corresponds to the tool length distribution pulse vector of each axis that does not include the tool length correction vector V.

【0024】まず、加工経路上の工具移動速度が指令速
度Fになることから下記式が成り立つ。 ΔUX 2 +ΔUY 2 +ΔUZ 2 =(FΔT)2 ・・・(1) また、指令経路が直線になる、すなわち、直線補間であ
ることから下記式が成り立つ。 ΔUX :ΔUY :ΔUZ =(EX −SX ):(EY −SY ):(EZ −SZ ) ・・・(2) 上記(1),(2)式より、ΔUX ,ΔUY ,ΔUZ
求める。
First, since the tool moving speed on the machining path becomes the command speed F, the following formula is established. ΔU X 2 + ΔU Y 2 + ΔU Z 2 = (FΔT) 2 (1) Further, since the command path is a straight line, that is, linear interpolation, the following formula is established. ΔU X: ΔU Y: ΔU Z = (E X -S X) :( E Y -S Y) :( E Z -S Z) ··· (2) above (1) and (2), .DELTA.U Find X , ΔU Y , and ΔU Z.

【0025】〔S2〕回転軸の分配パルスΔB,ΔCを
次式から求める。 ΔUi :ΔB:ΔC=(Ei −Si ):(EB −SB ):(EC −SC ) ただし、iはX,Y,Zのうち、|EX −SX |,|E
Y −SY |,|EZ −S Z |が最大値となるもののサフ
ィックスと同じものを選ぶようにする。〔S3〕工具長
補正ベクトルVの変化量ΔVを、ステップS2で求めた
ΔB,ΔCを用い、下記式に基づき算出する。 ΔVi =fi(B+ΔB,C+ΔC)−fi(B,C)(i=X,Y,Z) 〔S4〕ステップS1で求めたΔUおよびステップS3
で求めたΔVを用いて、下記式に基づき、位置Pでの工
具基準位置の分配パルスベクトルΔPを求める。 ΔP=ΔU+ΔV 以上の各値の関係は図1に示される。すなわち、位置Q
の次の分配周期T後の直線L3上の位置をQaとする
と、工具先端位置の分配パルスベクトルΔUは、Q,Q
a間の線として表せる。また、工具長補正ベクトルV
は、位置Qと位置Pとを結ぶ線をして表せる。ここで、
Qaから工具長補正ベクトルVに平行かつ同一絶対値の
ベクトルVを描き、その端点をPbとすると、位置Pと
端点Pbとを結ぶ線は、工具先端位置の分配パルスベク
トルΔUと平行かつ同一絶対値のベクトルΔUとなる。
[S2] The distributed pulses ΔB and ΔC of the rotating shaft are
Calculate from the following formula. ΔUi: ΔB: ΔC = (Ei-Si): (EB-SB): (EC-SCHowever, i is | E among X, Y, and Z.X-SX|, | E
Y-SY|, | EZ-S ZThe maximum value of |
Try to choose the same as the six. [S3] Tool length
The variation amount ΔV of the correction vector V was obtained in step S2.
It is calculated based on the following formula using ΔB and ΔC. ΔVi= Fi (B + ΔB, C + ΔC) -fi (B, C) (i = X, Y, Z) [S4] ΔU obtained in step S1 and step S3
Based on the following formula, using ΔV obtained in
The distribution pulse vector ΔP at the tool reference position is obtained. ΔP = ΔU + ΔV The relationship between the above values is shown in FIG. That is, position Q
Let Qa be the position on the straight line L3 after the next distribution cycle T of
And the distributed pulse vector ΔU at the tool tip position is Q, Q
It can be represented as the line between a. Also, the tool length correction vector V
Can be represented by a line connecting the position Q and the position P. here,
Of the same absolute value parallel to the tool length correction vector V from Qa
Draw a vector V, and let its end point be Pb, then position P
The line connecting the end point Pb is the distribution pulse vector of the tool tip position.
The vector ΔU is parallel to and has the same absolute value.

【0026】一方、分配周期の今回での工具長補正ベク
トルVをQ,P間の線として表すとすると、分配周期の
次回での工具長補正ベクトル(V+ΔV)がQa,Pa
間の線として表すことができる。位置Paは、位置Pの
次の分配周期T後の直線L4上の位置である。そのた
め、Pb,Pa間の線が工具長補正ベクトルVの変化量
ΔVに相当し、従って、ΔUとΔVとの和である、位置
Pでの工具基準位置の分配パルスベクトルΔPは、P,
Pa間の線に相当することになる。
On the other hand, assuming that the tool length correction vector V at this time of the distribution cycle is represented by a line between Q and P, the tool length correction vector (V + ΔV) at the next time of the distribution cycle is Qa, Pa.
It can be represented as a line between. The position Pa is a position on the straight line L4 after the distribution period T following the position P. Therefore, the line between Pb and Pa corresponds to the variation amount ΔV of the tool length correction vector V, and therefore the distribution pulse vector ΔP of the tool reference position at the position P, which is the sum of ΔU and ΔV, is P,
This corresponds to the line between Pa.

【0027】すなわち、工具基準位置の分配パルスベク
トルΔPは、移動制御対象となる工具基準位置に対する
分配周期毎の分配パルスベクトルであり、GS 点を始点
として分配周期毎に分配パルスベクトルΔPに従って工
具基準位置を移動すると、その軌跡は曲線L4のように
なる。従って、工具の先端位置は、指令経路通りに直線
L3に沿って移動することとなる。
That is, the distribution pulse vector ΔP of the tool reference position is a distribution pulse vector for each distribution cycle with respect to the tool reference position that is the movement control target, and the tool is in accordance with the distribution pulse vector ΔP for each distribution cycle starting from the point G S. When the reference position is moved, the locus becomes a curve L4. Therefore, the tip position of the tool moves along the straight line L3 along the command path.

【0028】上記の説明では、ロータリヘッドを制御し
て工具を傾斜させることで説明したが、これ以外にテー
ブルを傾斜させ、相対的に工具をワーク面に対し傾斜さ
せるようにしてもよい。この場合はテーブルを制御する
軸の現在位置から工具長の補正ベクトルや分配パルスベ
クトルΔPを計算することになる。
In the above description, the rotary head is controlled to tilt the tool, but other than this, the table may be tilted and the tool may be relatively tilted with respect to the work surface. In this case, the tool length correction vector and the distributed pulse vector ΔP are calculated from the current position of the axis controlling the table.

【0029】また、工具の傾斜を制御する軸を2軸とし
たが、1軸によって工具の傾斜を制御する場合にも同じ
ように本発明を適用することができる。
Although two axes are used to control the tool inclination, the present invention can be similarly applied to the case where the tool inclination is controlled by one axis.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように本発明では、ロータ
リヘッドの傾きを制御するための回転軸の角度に応じて
分配周期毎に工具長補正ベクトル(V)を算出し、算出
された工具長補正ベクトル(V)に基づき工具長を補正
する。また、工具先端経路である指令経路の分配パルス
ベクトル(ΔU)および分配周期毎の工具長補正ベクト
ル(V)の変化量ベクトル(ΔV)を算出し、これらか
ら、工具基準位置の分配パルスベクトル(ΔP)を算出
する。このため、ロータリヘッドを備えた工作機械で直
線補間を行った場合に、実際の加工経路を直線とするこ
とができ、加工精度の改善が可能となる。
As described above, according to the present invention, the tool length correction vector (V) is calculated for each distribution cycle according to the angle of the rotary shaft for controlling the inclination of the rotary head, and the calculated tool length is calculated. The tool length is corrected based on the correction vector (V). Further, the distribution pulse vector (ΔU) of the command path which is the tool tip path and the variation vector (ΔV) of the tool length correction vector (V) for each distribution cycle are calculated, and the distribution pulse vector ( Calculate ΔP). Therefore, when linear interpolation is performed by a machine tool having a rotary head, the actual machining path can be made straight, and machining accuracy can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明における工具基準位置および工具先端位
置の移動の軌跡を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing trajectories of movement of a tool reference position and a tool tip position in the present invention.

【図2】本発明が適用される5軸制御の数値制御装置
(CNC)のハードウェアのブロック図である。
FIG. 2 is a hardware block diagram of a five-axis control numerical controller (CNC) to which the present invention is applied.

【図3】数値制御装置で実行される工具長補正方式の処
理プログラムのフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart of a processing program of a tool length correction method executed by a numerical controller.

【図4】工作機械のロータリヘッドの概観図である。FIG. 4 is a schematic view of a rotary head of a machine tool.

【図5】従来の工具基準位置および工具先端位置の移動
の軌跡を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a trajectory of movement of a conventional tool reference position and a tool tip position.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

S 加工ブロック内の始点Sでの工具基準位置 HS 加工ブロック内の始点Sでの工具先端位置 GE 加工ブロック内の終点Eでの工具基準位置 HE 加工ブロック内の終点Eでの工具先端位置 P 分配周期毎の工具基準位置 Q 分配周期毎の工具先端位置 L3 工具先端位置HS ,HE 間を結ぶ直線 L4 工具基準位置GS ,GE 間を結ぶ曲線 ΔP 工具基準位置の分配パルスベクトル ΔU 工具先端経路である指令経路の分配パルスベクト
ル ΔV 分配周期毎の工具長補正ベクトル(V)の変化量
ベクトル
G S Tool reference position at starting point S in machining block H S Tool tip position at starting point S in machining block G E Tool reference position at end point E in machining block H E Tool at end point E in machining block tip position P for each distribution period of the tool reference position Q tool tip dispensing each cycle position L3 tool tip position H S, line L4 tool reference position connecting the H E G S, distribution curve ΔP tool reference position connecting the G E Pulse vector ΔU Distribution pulse vector of command path which is tool tip path ΔV Change amount vector of tool length correction vector (V) for each distribution cycle

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも1軸の回転軸を持つロータリ
ヘッドを備えた工作機械の工具長補正方式において、 ロータリヘッドの傾きを制御するための回転軸の角度に
応じて分配周期毎に工具長補正ベクトル(V)を算出
し、 前記算出された工具長補正ベクトル(V)に基づき工具
長を補正することを特徴とする工作機械の工具長補正方
式。
1. A tool length correction system for a machine tool including a rotary head having at least one rotary shaft, wherein the tool length is corrected every distribution cycle according to the angle of the rotary shaft for controlling the inclination of the rotary head. A tool length correction method for a machine tool, which calculates a vector (V) and corrects the tool length based on the calculated tool length correction vector (V).
【請求項2】 少なくとも1軸の回転軸を持つロータリ
ヘッドを備えた工作機械の工具長補正方式において、 工具先端経路である指令経路の分配パルスベクトル(Δ
U)を直線補間によって算出し、 前記回転軸の角度に応じて、分配周期毎の工具長補正ベ
クトル(V)の変化量ベクトル(ΔV)を算出し、 前記算出された分配パルスベクトル(ΔU)と前記算出
された変化量ベクトル(ΔV)とから、工具長補正がさ
れた後である、工具基準位置の分配パルスベクトル(Δ
P)を算出することを特徴とする工作機械の工具長補正
方式。
2. A distributed pulse vector (Δ) of a command path, which is a tool tip path, in a tool length correction method for a machine tool including a rotary head having at least one rotation axis.
U) is calculated by linear interpolation, a variation vector (ΔV) of the tool length correction vector (V) for each distribution cycle is calculated according to the angle of the rotation axis, and the calculated distribution pulse vector (ΔU) And the calculated variation vector (ΔV), the distribution pulse vector (Δ of the tool reference position after the tool length correction)
A tool length correction method for machine tools characterized by calculating P).
【請求項3】 前記工具基準位置の分配パルスベクトル
(ΔP)は、前記算出された指令経路の分配パルスベク
トル(ΔU)と前記算出された変化量ベクトル(ΔV)
との和であることを特徴とする請求項2記載の工作機械
の工具長補正方式。
3. The distribution pulse vector (ΔP) of the tool reference position is the calculated distribution pulse vector (ΔU) of the command path and the calculated variation vector (ΔV).
The tool length correction method for a machine tool according to claim 2, wherein:
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