[发明专利]机床的校正值运算方法以及程序

说明书

技术领域

本发明涉及运算用于校正具有平动轴和旋转轴的机床的几何误差的校正值的方法或者程序。

背景技术

图1是作为该机床的一个示例的具有3个平动轴和2个旋转轴的机床(五轴控制加工中心，五轴机)的示意图。主轴头2为平动轴，能够通过相互正交的X轴和Z轴，相对于机座1进行两个自由度的平动。工作台3能够通过作为旋转轴的C轴，相对于摇架4进行一个自由度的旋转。摇架4能够通过作为旋转轴的A轴，相对耳轴5进行一个自由度的旋转，A轴和C轴相互正交。耳轴5为平动轴，能够通过与X轴和Z轴正交的Y轴，相对机座1进行一个自由度的平动。各轴由数控装置控制的伺服电机(未图示)驱动，将被加工物(工件)固定在工作台3上，在主轴头2上安装刀具并使刀具旋转，控制被加工物与刀具的相对位置进行加工。

作为对所述五轴机的运动精度带来影响的主要原因，例如，有旋转轴的中心位置的误差(与假定位置的偏差)、旋转轴的倾斜误差(轴间的垂直度或平行度)等各轴间的几何学上的误差(几何误差)。如果存在几何误差，则机床的运动精度恶化，被加工物的加工精度恶化。因此，需要通过调整来减小几何误差，但是却很难将几何误差变为0，只能通过进行校正几何误差的控制来进行高精度的加工。

作为校正几何误差的手段，提出了下述专利文献1记载的方法。专利文献1中，能够考虑机床的几何误差，将刀具前端点的位置转换成各平动轴的位置，通过将各平动轴的位置设为指令位置，校正几何误差引起的刀具前端点的位置误差。另一方面，专利文献2中，能够通过控制存在几何误差时刀具前端点相对于被加工物的位置与不存在几何误差时的位置之间的差分值作为平动轴的校正值，校正几何误差引起的刀具前端点的位置误差。

【专利文献1】日本特开2004-272887号公报

【专利文献2】日本特开2009-104317号公报

专利文献1或专利文献2中，在对旋转轴的倾斜误差进行校正的情况下，由于随着平动轴的动作，平动轴被施加校正指令，因此，即使只使1个平动轴动作，其它的平动轴也会有微小的动作。例如，在存在X轴与A轴的平行度误差的情况下，即使只使X轴动作，Y轴或Z轴也会有微小的动作。

这样的动作有时会对平面加工或开孔加工等的加工精度造成坏的影响。例如，如图2所示，在图1的五轴机中，当由于绕Y轴的旋转几何误差导致A轴相对于X轴倾斜了角度β的情况下，将从图2的纸面的正面向背面的方向设为进给方向，将大箭头P的方向作为铣进(pick)方向，利用方头立铣刀(刀具)6进行平面加工时，在铣进方向上，通过校正将刀具前端点定位在相对于X轴倾角为β的直线上的点群上，即铣进方向的各定位位置Q排列在以倾角β倾斜的直线上，因此在加工面上产生了阶梯。另外，在直线轴为滑动导向的情况下，当使其进行上述的微小动作时，轴一会动一会不动，产生所谓的“滞送(たぬ送り)”，加工面上出现凹凸等，使加工面性状变差。进而，当不是通过方头立铣刀6进行平面加工而是通过钻头进行开孔加工的情况下，在相对于钻头的轴方向即Z轴倾角为β的方向上进给Z轴，因此将会产生孔径异常，导致钻头的寿命下降。

发明内容

因此，本发明的目的在于，利用本发明中的技术方案1～3、4提供一种能够运算旋转轴的校正值的方法以及程序，其中，在以五轴机为首的机床中，能够校正几何误差引起的刀具的位置或者位置和姿态的误差，并且校正刀具的姿态误差，而且，能够通过不进行校正指令引起的平动轴的微小动作而提高加工精度。

为了实现上述目的，技术方案1记载的发明提供一种机床的校正值运算方法，在具有2个以上的平动轴和1个以上的旋转轴的机床中，对几何误差引起的刀具相对于被加工物的位置或者位置和姿态的误差进行校正，其特征在于，使用所述旋转轴的指令位置、校正基准点的坐标值以及表示所述几何误差的几何参数，运算所述平动轴的校正值，其中，所述校正基准点是所述平动轴的指令位置空间内的预先指定的一个点。

技术方案2记载的发明是在上述发明的基础上，其特征在于，还使用代入所述校正基准点的坐标值后的所述平动轴的指令位置，运算所述平动轴的校正值。

技术方案3记载的发明是在上述发明的基础上，其特征在于，所述校正基准点根据所述旋转轴的指令位置而移动。

为了实现上述目的，技术方案4记载的发明提供一种机床的校正值运算程序，其特征在于，该机床的校正值运算程序用于使计算机执行上述机床的校正值运算方法。