机床的控制方法以及控制装置的制造方法_3

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2日、S^2目、SY2目、Q2目、 0 2e。该些几何误差依次分别意味着B轴中屯、位置X方向误差、B轴中屯、位置Z方向误差、 第2主轴台8-Y轴间垂直度、B轴原点误差、B-Z轴间垂直度、B-X轴间垂直度、Z-X轴间垂 直度、X-Y轴间垂直度、Y-Z轴间垂直度、W-Y轴间垂直度、W-X轴间垂直度、C2轴中屯、位置X 方向误差、C2轴中屯、位置Y方向误差、C2-Y轴间垂直度、C2-X轴间垂直度。第2轴结构中 的15个几何误差也通过实测被预先求出,并存储在存储单元27内。
[0039] 接着,利用图4 W及图5,对由数控装置20执行的平动轴及旋转轴的各指令值的计 算方法进行说明。该数控装置20(指令值生成单元22)通过在存储单元27中存储的计算 程序,并考虑上述的几何误差或角度0 (参照图2),能够计算出所述各指令值。
[0040]在图4内的步骤S10中,指令值生成单元22取得各轴(平动轴W及旋转轴)的指 令值。在步骤S10中,根据加工程序21(参照图3)取得平动轴狂轴、Ys轴、Z轴、W轴)的 指令值或旋转轴炬轴、C1轴、C2轴)的指令值。然后,指令值生成单元22将所述取得的各 指令值存储于存储单元27。
[0041] 在步骤S10之后,指令值生成单元22在步骤S20中如W下说明的那样执行工具末 端点位置的误差计算处理,在该工具末端点位置的误差计算处理中计算出在工件坐标系上 的工具末端点位置的误差。在步骤S20中,执行图5所示的步骤S21~步骤S24。指令值生 成单元22在步骤S21中取得实际使用于工件的加工中的平动轴和旋转轴的判别信息。在 步骤S21中,作为一例,获取针对实际使用的每个平动轴和每个旋转轴而存储在存储单元 27 (参照图3)中的加工程序21的程序名。在本实施方式中,针对实际使用的每个平动轴和 旋转轴的组合使加工程序21的程序名不同。作为一例,在程序名是"A"的情况下,利用第1 轴结构(C1轴-Z轴-Ys轴-X轴-B轴),工具10对安装在第1主轴台6 (第1主轴部7)上 的工件进行加工。另外,在程序名是"B"的情况下,利用第2轴结构(C2轴-W轴-Z轴-Ys 轴-X轴-B轴),工具10对安装在第2主轴台8 (第2主轴部9)上的工件进行加工。另外, 在程序名是"C"的情况下,利用轴结构1和2,工具10对安装在第1主轴台6和第2主轴台 8上的工件进行加工。
[0042] 在步骤S21之后,指令值生成单元22在步骤S22中判别是否使用第1、第2轴结 构。在步骤S22中,在通过步骤S21取得的程序名是"A"的情况下,判别为使用第1轴结构, 在所述的取得的程序名是"B"的情况下,判别为使用第2轴结构。另外,在所述的取得的程 序名是"C"的情况下,判别为使用第1和第2轴结构双方。此外,第1、第2轴结构是本发明 的任意的轴结构的一例。另外,判别为使用的第1、第2轴结构是本发明的使用轴结构的一 例。判别为使用的第1轴结构中的Z轴、Ys轴、X轴和第2轴结构中的W轴、Z轴、Ys轴、X 轴是在本发明的工件的加工中实际使用的平动轴的一例,判别为使用的第1轴结构中的C1 轴、B轴和判别为使用的第2轴结构中的C2轴、B轴是在本发明的加工中实际使用的旋转轴 的一例。另外,程序名是本发明的判别信息的一例。此外,步骤22是本发明的选择步骤的 一例,指令值生成单元22是本发明的选择单元的一例。
[0043] 当在步骤S22中判别为使用第1和第2轴结构中的任意一方或双方时,指令值生 成单元22在步骤S23中如W下说明的那样计算出平动轴的在工件坐标系上的工具末端点 位置的误差。在将主轴头2处的工具坐标系上的工具末端点矢量Tp变换到第1主轴台6 W 及第2主轴台8处的工件坐标系上的情况下,设工具10的长度为t (tx、ty、tz)、设B轴、C轴 (C1轴、C2轴)、X轴、Y轴、Z轴、W轴的各指令位置为i,则各轴的变换矩阵成为[算式1]。 通过使用该工具末端点矢量Tp和各轴的变换矩阵MbQ)、Mc(i)、Mx(i)、My(i)、Mz (i)、M"(i), 计算出不存在几何误差的情况下的工件坐标系上的工具末端点矢量WPi。
[0044] 【算式1】
[0048] 在本实施方式中,如图2所示,Ys轴相对于Y轴倾斜角度0。使该Ys轴绕Z轴朝 向Y轴旋转角度0的旋转变换矩阵成为[算式2]。并且,通过使用[算式3],来进行从不 存在几何误差的情况下的工具坐标系向不存在几何误差的情况下的第1轴结构中的工件 坐标系的齐次坐标变换。由此,计算出不存在几何误差的情况下的第1轴结构中的工件坐 标系上的理想的工具末端点矢量平11。另外,通过使用[算式4],来进行从不存在几何误差 的情况下的工具坐标系向不存在几何误差的情况下的第2轴结构中的工件坐标系的齐次 坐标变换。由此,计算出不存在几何误差的情况下的第2轴结构中的工件坐标系上的理想 的工具末端点矢量平12。此外,[算式3]的Cl是C1轴的指令位置,Z是Z轴的指令位置,ys 是Ys轴的指令位置,X是X轴的指令位置,b是B轴的指令位置。除此之外,[算式4]的C, 是C2轴的指令位置,W是W轴的指令位置,Z是Z轴的指令位置,ys是Ys轴的指令位置,X 是X轴的指令位置,b是B轴的指令位置。
[0049] 【算式2】
[0化5] 另外,在步骤S23中,当复合加工车床1存在几何误差时,将各几何误差考虑为各 轴间的相对误差,使用了在存储单元27中存储的各几何误差的平动误差5 X、5 y、5 Z和旋 转误差a、P、丫的[算式引的矩阵e j.k成为基于几何误差的变换矩阵。通过使用将该矩 阵配置在[算式3]的各轴之间而得到的[算式6],来进行从存在几何误差的情况下 的工具坐标系向存在几何误差的情况下的第1轴结构中的工件坐标系的齐次坐标变换。由 此,计算出存在几何误差的情况下的第1轴结构中的工件坐标系上的工具末端点矢量WPu。 除此之外,通过利用将矩阵e A配置在[算式4]的各轴之间而得到的[算式7],来进行从 存在几何误差的情况下的工具坐标系向存在几何误差的情况下的第2轴结构中的工件坐 标系的齐次坐标变换。由此,计算出存在几何误差的情况下的第2轴结构中的工件坐标系 上的工具末端点矢量平。2。此外,矩阵的第1下标j表示轴结构编号(该里是1或2), 矩阵e A的第2下标k表示在存在几何误差的轴间从工具10朝向工件的排序编号。
[0056]【算式5】
[0062] 接着,在步骤S23中,通过使用[算式引,来计算出工件坐标系上的工具末端点的 位置误差A 6j.。在上述的步骤S22中,当判别为使用第1轴结构的情况下,在步骤S23中, 通过使用[算式引,根据利用[算式6]算出的工具末端点矢量wpu与利用[算式3]算出 的工具末端点矢量wpii的差,来计算出第1轴结构中的工件坐标系上的工具末端点的位置 误差A 61。另一方面,在步骤S22中,当判别为使用第2轴结构的情况下,在步骤S23中,通 过使用[算式引,根据利用[算式7]算出的工具末端点矢量wPc2与利用[算式4]算出的 工具末端点矢量平12的差,来计算出第2轴结构中的工件坐标系上的工具末端点的位置误 差A 62。另外,在步骤S22中,当判别为使用第1、第2轴结构双方的情况下,在步骤S23中, 计算出所述位置误差AeiW及所述位置误差Ag2。在步骤S23中算出的位置误差AeiW 及位置误差A 62被存储于存储单元27内。通过W上处理,步骤S23结束。
[006引【算式8】
[0064]
[0065] 另外,在上述的步骤S22中,当判别为不使用第1、第2轴结构中的任意一方的情况 下,在步骤S24中,指令值生成单元22决定为将不使用的轴结构中的工具末端点位置的误 差设定为零或者保持上次的误差。所谓上次的误差是指在步骤S22中判别为不使用第1、第 2轴结构中的任意一方时被存储于存储单元27中的位置误差Aei、位置误差A62。通过进 行该步骤S24,关于在工件的加工中不使用的平动轴,可省略对工件坐标系上的工具末端点 的位置误差ASj.的计算。此外,步骤S24是本发明的误差决定步骤的一例。另外,指令值生 成单元22是本发明的误差决定单元的一例。此外,在步骤S22中判别为不使用的第1、第2 轴结构是在本发明的工件的加工中不使用的轴结构的一例。
[0066] 在步骤S20之后,在步骤S30中,指令值生成单元22判定是否结束了对所有的轴 结构中的平动轴上的工具末端点位置的误差的计算。该里,判定在存储单元27中是否存储 有与在所述步骤S22中判别为使用的轴结构对应的位置误差Aei或位置误差Ae,。在步 骤S30中,当判定为在存储单元27内没有存储与所述轴结构对应的位置误差A ei或位置误 差A e,,并判定为对所有的轴结构中的工具末端点位置的误差的计算没有结束的情况下, 执行步骤20。
[0067] 另一方面,在步骤S30中,当判定为对所有的轴结构的平动轴上的工具末端点位 置的误差的计算已经结束时,指令值生成单
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