JP2003205457A - 複合加工用工作機械におけるワ−ク端面位置検出手段およびワ−ク端面位置検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の加工ツ−ルを用いて主軸台と心押台に
支持されるワ−クを取り替え、先のワ−クと同一形状の
ワ−クを連続して加工する際、ワ−クのセンタ−穴の加
工ばらつきによりワ−ク端面と加工ツ−ル間の距離にば
らつきｄが生じる分、ワ−ク端面位置検出手段を用いて
位置座標を補正し、精密な加工が行なわれるようにす
る。 【解決手段】 チャック機構２ａ，２ｂに支持されたワ
−クｗを砥石ツ−ル７と別のツ−ル１０を砥石台１３に
備えた複合加工機械１を用いて加工する前記砥石台の上
面に、ガイドレ−ル１９をワ−ク軸（Ｚ軸）およびツ−
ルを取り付けているスピンドル軸に平行に設け、このガ
イドレ−ル上を走行可能なロ−タリ−アクチエ−タａ２
１の回転軸に支持具２３を設け、この支持具側面に別の
ロ−タリ−アクチエ−タｂ２２を設け、このロ−タリ−
アクチエ−タｂの回転軸にワ−クの端面の位置を検出す
る位置センサの測定子１８ａを回転自在に、かつ、ワ−
ク端面に触れるように設けたワ−ク端面位置検出手段１
８。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複合（ユニバ−サ
ル）研削盤やマニシングセンタ−装置を用い、複数のツ
−ルを用いてワ−クの両端センタ−を主軸台と心押台の
チャック機構で保持し、またはワ−クの片側をチャック
機構で拘束保持し、同形状のワ−クを連続してツ−ルで
量産加工する際に、加工開始点または加工終了点である
ワ−クの端面とツ−ル間の位置座標を容易に検出するこ
とができるワ−ク端面位置検出手段、および、それを用
いてワ−ク端面の位置を検出する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】複合（ユニバ−サル）研削盤やマニシン
グセンタ−装置を用い、複数のツ−ルを用いてワ−クを
加工することは公知である（英国特許第８８００８９
号、ＷＯ９５／０４６２９号、ＵＳＰ５０１８３０９
号、同６１２６５２６号、同６１９０２４２号）。具体
的には、例えば、円筒状ワ−クの外周を研削するプレ−
ン砥石とアンギュラ内面研削砥石を備えた複合円筒研削
盤は、独 Studer 社よりＳ４０ＣＮＣの商品名で、独
Kellenberger社のKEL−VARIAURの商品名で市販されて
いる。

【０００３】また、外周研削砥石と内面研削砥石を備え
た複合円筒研削盤が、独 Studer社よりＳ２０−２ＣＮ
Ｃの商品名で、独 Mikrosa BWF社よりPF51の商品名で
市販されている。

【０００４】図６にプレ−ン砥石とアンギュラ砥石を備
えたＮＣ複合研削盤の一例を示す。この複合研削盤１
は、ワ−ク支持ステ−ジ６とワ−ク加工ステ−ジ１６、
およびＮＣ制御装置１７とを備える。上記ワ−クワ−ク
支持ステ−ジ６は、ワ−クｗのセンタ−両端をワ−ク軸
方向（Ｚ軸方向）の周りに回転させる主軸台２ａとガイ
ドレ−ル２ｃ上を左右に移動可能に備えられた心押台２
ｂよりなるチャック機構２、および該チャック機構を支
持し、ワ−ク軸（Ｚ軸）方向にサ−ボモ−タ４でボ−ル
ネジ５を駆動させて左右移動可能としたワ−クテ−ブル
３およびテ−ブル３上に備えられたドレッサＤとを備え
る。

【０００５】ワ−ク加工ステ−ジ１６は、プレ−ン砥石
７をスピンドル８に軸承させた砥石ヘッド９と該砥石ヘ
ッドに対向する反対面にアンギュラ砥石１０を前記スピ
ンドルの軸芯の延長上に軸芯を有するスピンドル１１に
軸承させたツ−ルヘッド１２を備える砥石台１３、該砥
石台を旋回軸１４ａの周りにロ−タリ−アクチエ−タ１
４ｂの駆動により旋回させる旋回機構１４、および前記
砥石台を支持する旋回機構１４をワ−クに向かってリニ
ア−アクチエ−タ１５ｂの駆動力を受けてボ−ルネジ１
５ａを駆動させることにより前後方向（Ｘ軸方向）に移
動可能なツ−ルテ−ブル１５、および砥石台１３左端に
固定された位置センサ１８（タッチセンサとも呼ばれ
る）とを備える。

【０００６】この位置センサ１８は、砥石基準位置ｐか
らワ−ク端面ｑ間のワ−ク軸方向距離ｋを測定するため
スタイラス１８ｂの先に測定子（剛球）１８ａを備える
ワ−ク端面位置検出手段１８（「精密工学会誌」Vol.6
6.，No.2，２０００年の３０４−３０８頁）であり、例
えばマ−ポス株式会社や株式会社ミツトヨから市販され
ている。

【０００７】ワ−クｗのセンタ−両端を支持して同一形
状のワ−クを連続して研削加工する際、ワ−クのセンタ
−穴加工のバラツキにより図７に示すようにワ−クテ−
ブルの位置方向（Ｚ軸方向）においてワ−ク端面の基準
位置座標に誤差ｄが生じる。

【０００８】この誤差ｄを補正するため、ワ−ク端面位
置検出手段１８を用いない手動の研削装置においては、
ワ−クが交換される度にワ−クテ−ブル３を移動し、ワ
−ク研削開始点またはワ−ク研削終了点を、次の工程を
経てＮＣ制御装置１７に入力（ティ−チング）してい
た。 イ）ワ−クテ−ブルを該ワ−クテ−ブル上のドレッサが
該ドレッサ基準原点位置（Ｘ_ｐ，Ｚ_ｐ）に在るワ−クテ
−ブル基準点位置からＺ軸の右方向に移動してツ−ルに
接触した位置座標（Ｘ_ｊ，Ｚ_ｊ）を機械原点として記憶
し、ワ−クテ−ブルを逆方向に移動させてドレッサをド
レッサ基準原点位置に戻す。 ロ）ツ−ルテ−ブルを砥石台主軸（Ｘ軸）方向に後退し
て砥石台を原点復帰する。 ハ）ワ−クをチャック機構に取り付ける。 ニ）ワ−クテ−ブルをツ−ル方向に移動してワ−クテ−
ブル上のワ−クの右端がツ−ルに接触した際のワ−ク右
端のワ−ク原点位置座標（Ｘ₀，Ｚ_０）を記憶し、ワ−
クテ−ブルを元の位置に戻した際のワ−ク右端のワ−ク
原点位置座標（Ｘ_ｌ，Ｚ_ｌ）を記憶する。ツ−ル機械原
点からワ−クの右端までのＺ軸方向の距離は（Ｚ₀−Ｚ
_ｌ）と計算される。 ホ）前ワ−ク加工時のツ−ル機械原点からワ−クの右端
までのＺ軸方向の距離（Ｚ₀−Ｚ’_ｌ）と今回測定され
た該距離との差ｄ（ｄ＝Ｚ_ｌ−Ｚ’_ｌ）を算出する。 ヘ）このｄ距離だけ前回ワ−クの研削開始点およびワ−
ク研削終了点のＺ座標を補正した値を作業者が操作盤よ
り入力する。 ト）操作盤上の加工サイクルスタ−トボタンを押してワ
−クの加工を開始する。

【０００９】この研削開始点およびワ−ク研削終了点の
Ｚ座標補正ティ−チング作業は、ワ−クの交換のたびに
行なう必要があり、面倒である。

【００１０】ワ−ク端面位置検出手段１８を備えた前記
ＮＣ研削盤においては、このワ−クを交換した際の作業
者によるＺ座標補正ティ−チング作業はなくなり、加工
プログラミング上でワ−ク原点の絶対位置座標を（Ｘ＝
０，Ｚ＝0）とし、該ワ−ク原点位置座標（Ｘ₀，Ｚ_０）
に対するワ−クの研削開始点の座標（Ｘ_ｉ，Ｚ_ｉ）およ
び研削終了点の座標（Ｘ’_ｉ，Ｚ’_ｉ）を操作盤より入
力し、次の工程を経て自動的に補正が行なわれる。

【００１１】１）ワ−クテ−ブルを該ワ−クテ−ブル上
のドレッサが該ドレッサ基準原点位置（Ｘ_ｐ，Ｚ_ｐ）に
在るワ−クテ−ブル基準点位置からＺ軸の右方向に移動
してツ−ルに接触した位置座標（Ｘ_ｊ，Ｚ_ｊ）を機械原
点として記憶し、ワ−クテ−ブルを逆方向に移動させて
ドレッサをドレッサ基準原点位置に戻す。 ２）ツ−ルテ−ブルを砥石台主軸（Ｘ軸）方向に後退し
て砥石台を原点復帰する。 ３）ワ−クをチャック機構に取り付ける。 ４）ワ−クテ−ブルを砥石ツ−ル方向に移動してワ−ク
テ−ブル上のワ−クの右端がワ−ク端面位置検出手段１
８の測定子（剛球）１８ａに接触した際のワ−ク右端の
ワ−ク原点位置座標（Ｘ₀，Ｚ_０）を記憶する。（ツ−
ル原点からワ−クの右端までのＺ軸方向の距離ｋは（Ｚ
₀−Ｚ_ｌ）と計算される。 ５）前ワ−クの加工時のツ−ル原点からワ−クの右端ま
でのＺ軸方向の距離（Ｚ₀−Ｚ’_ｌ）と今回測定された
該距離との差ｄ（ｄ＝Ｚ_ｌ−Ｚ’_ｌ）を自動的に算出
し、ワ−ク原点位置座標（Ｘ₀，Ｚ_０）に対するワ−ク
の研削開始点の座標が（Ｘ_ｉ−ｄ，Ｚ_ｉ−ｄ）と自動補
正される。 ６）操作盤の加工サイクルスタ−トボタンを押し、加工
ソフトプログラミングに基づきワ−クの研削を行なう。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このＮＣ複合研削盤１
は、ワ−クを交換する毎に研削開始点および研削終了点
を手動の研削盤のようにテ−ィングする必要がなく、ワ
−ク交換後、自動的に研削開始点および研削終了点の位
置座標を補正して加工が行なわれる利点を有する。しか
し、ワ−ク端面位置検出手段１８が砥石台の左右の一方
側のみ（図６ではプレ−ン砥石７側）に移動不可能に固
定して取り付けられているので、ツ−ルのうち、プレ−
ン砥石７に対してのみ位置補正でき、他方のアンギュラ
砥石１５に対してはワ−ク端面の位置測定を行なうこと
ができず、すなわち、アンギュラ砥石の研削開始点補正
は行なわれず、砥石台１３旋回時の機械振動等の影響で
僅かに位置がずれた場合、砥石がワ−ク端面に衝突して
ワ−クを損なう、あるいは、プレ−ン砥石とアンギュラ
砥石の加工基準点がずれて精密な寸法のワ−ク加工が行
なわれないということがある。

【００１３】本発明は、複数のツ−ルを備えた複合加工
機械においても、ワ−ク端面位置検出手段１８を砥石台
上に直線方向に移動可能で、かつ、旋回可能に取り付け
ることにより、ワ−クの端面（ワ−ク原点の右端面、加
工開始点または加工終了点）とワ−ク端面位置検出手段
の接触子１８ａとを常に平行に保ち、接触子をこれらワ
−ク端面に接触させて接触位置のワ−ク座標を読み取
り、各ツ−ル（機械）原点とこれら端面とのワ−クＺ軸
間距離ｋ，ｒを算出できるワ−ク端面位置検出手段を備
えた複合加工機械を提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、ワ
−クのセンタ−両端またはワ−クの片端を支持し、ワ−
クをワ−ク軸方向（Ｚ軸方向）の周りに回転させるチャ
ック機構、および該チャック機構を支持しワ−ク軸方向
に左右移動可能なワ−クテ−ブルとを備えるワ−ク支持
ステ−ジと、少なくとも１個の砥石ツ−ルをスピンドル
に軸承させた砥石ヘッドと該砥石ヘッドに対向する反対
面に別のツ−ルを前記スピンドル軸芯の延長上に軸芯を
有するスピンドルに軸承させたツ−ルヘッドを備える砥
石台、該砥石台の旋回機構、および前記砥石台を支持す
る前記旋回機構をワ−クに対して砥石台主軸前後方向
（Ｘ軸方向）に移動可能なツ−ルテ−ブルとを備えるワ
−ク加工ステ−ジと、を備える複合加工用工作機械にお
いて、前記砥石台の上面にガイドレ−ルを前記Ｚ軸およ
びスピンドル軸に平行に設け、このガイドレ−ル上を走
行可能なロ−タリ−アクチエ−タａの回転軸に支持具を
設け、この支持具側面に別のロ−タリ−アクチエ−タｂ
を設け、このロ−タリ−アクチエ−タｂの回転軸にワ−
クの端面の位置を測定する位置センサの測定子を回転自
在に、かつ、ワ−ク端面に触れるように設けたことを特
徴とする、ワ−ク端面位置検出手段を提供するものであ
る。

【００１５】本発明の請求項２は、請求項１に記載の複
合加工用工作機械に備えられたワ−ク端面位置検出手段
を用い、チャック機構に保持されたワ−クと、前記ワ−
クに対向する位置でスピンドルに軸承されて回転するツ
−ルとの間の相対運動によりワ−クの加工を行う際のワ
−クテ−ブルが基準位置に在るワ−クテ−ブル上のワ−
ク端面のＺ軸座標位置を検出する方法において、ワ−ク
加工時に砥石ツ−ルまたは別のツ−ルがワ−クと接触す
る際のワ−クＺ軸に対するスピンドルの砥石台旋回中心
点に対する旋回角度（αまたはβ）と同じ角度だけロ−
タリ−アクチエ−タａの回転軸を逆方向に旋回させてワ
−ク端面に対して測定子が常に平行となるようにした状
態でワ−ク端面に測定子を接触させてワ−ク端面位置座
標値（Ｘ_ｉ，Ｚ_ｉ）を検出し、該ワ−ク端面位置座標値
よりワ−ク端面と砥石ツ−ル基準位置間のＺ軸方向距離
（ｋ）またはワ−ク端面と別のツ−ル基準位置間のＺ軸
方向距離（ｒ）を算出する方法を提供するものである。

【００１６】複数のツ−ルであっても、砥石台を旋回す
ることにより１個のワ−ク端面位置検出手段で、複数の
ツ−ルのツ−ルに対応するワ−ク端面の位置座標を読み
取ることが可能となった。また、ワ−クの端面（ワ−ク
原点の右端面、加工開始点または加工終了点）とワ−ク
端面位置検出手段の接触子１８ａとを常に平行に保ち、
接触子をこれらワ−ク端面に接触させて接触位置のワ−
ク座標を読み取りとることが可能であるので、距離の算
出を正確に行なうことができ、ワ−クを精密加工するこ
とを可能ならしめた。

【００１７】本発明の請求項３は、前記ワ−クテ−ブル
が基準位置に在るワ−クテ−ブル上のワ−ク端面に測定
子を接触させてワ−ク端面位置座標値を検出すること
が、加工ソフトプログラミング上でワ−ク原点の絶対位
置座標を（Ｘ＝０，Ｚ＝0）とし、該ワ−ク原点位置座
標（Ｘ₀，Ｚ_０）に対するワ−クの加工開始点の座標
（Ｘ_ｉ，Ｚ_ｉ）および加工終了点の座標（Ｘ’_ｉ，Ｚ’
_ｉ）を操作盤より入力した際に次の工程を経て行なわれ
ることを特徴とするワ−ク端面とツ−ル基準位置間のＺ
軸方向距離（ｋまたはｒ）を算出する方法を提供するも
のである。

【００１８】イ）ワ−クテ−ブルを該ワ−クテ−ブル上
のドレッサが該ドレッサ基準原点位置（Ｘ_ｐ，Ｚ_ｐ）に
あるワ−クテ−ブル基準点位置からＺ軸の右方向に移動
してツ−ルに接触した位置座標（Ｘ_ｊ，Ｚ_ｊ）を機械原
点として記憶し、ワ−クテ−ブルを逆方向に移動させて
ドレッサをドレッサ基準原点位置に戻す。 ロ）ツ−ルテ−ブルを砥石台主軸（Ｘ軸）方向に後退し
て砥石台を原点復帰する。 ハ）ワ−クをチャック機構に取り付ける。

【００１９】ニ）ワ−クテ−ブルをツ−ル方向に移動し
てワ−クテ−ブル上のワ−クの右端がツ−ルに接触した
際のワ−ク右端のワ−ク原点位置座標（Ｘ₀，Ｚ_０）を
記憶し、ワ−クテ−ブルを元の位置に戻した際のワ−ク
右端のワ−ク原点位置座標（Ｘ_ｌ，Ｚ_ｌ）を記憶する。 ホ）ツ−ルがワ−クを加工開始する際のＺ軸に対するに
合った角度（αまたはβ）砥石台の旋回軸中心に砥石台
を旋回する。 ヘ）ロ−タリ−アクチエ−タａをガイドレ−ル上走行さ
せる測定子の前進を開始し、測定子を測定開始位置ｍへ
移動する。 ト）ロ−タリ−アクチエ−タａの回転軸を前記角度（α
またはβ）逆方向に旋回し、測定される加工開始点位置
または加工終了点位置であるワ−ク端面と測定子を平行
とする。

【００２０】チ）ワ−クテ−ブルを一定の移動速度ｖで
移動することにより測定子を測定開始位置ｍからＺ軸方
向に定められた測定距離Ｒ移動させる。 リ）測定距離Ｒ内の測定子の移動でワ−ク端面に測定子
が接触したときのワ−クの座標値（Ｘ_ｉ，Ｚ_ｉ）をワ−
ク右端面のワ−ク原点位置座標値と記憶し、該測定子の
Ｚ_ｉ座標値と前記ワ−ク原点位置のＺ_０座標値からワ−
ク原点とツ−ル間の距離ｋまたはｒである（Ｚ_０−
Ｚ_ｉ）値を算出する。 ヌ）先のワ−ク加工時のこの（Ｚ_０−Ｚ"_ｉ）値との差
ｄを算出し、加工プログラミングの研削開始点の座標を
（Ｘ_ｉ，Ｚ_ｉ−ｄ）および研削終了点の座標を
（Ｘ’_ｉ，Ｚ’_ｉ−ｄ）と自動補正する。なお、続いて
操作盤上の加工サイクルスタ−トボタンを押すことによ
り、加工ソフトプログラミングに従ってワ−クの加工が
行なわれる。ワ−ク自動交換装置を取り付け、加工サイ
クルスタ−トボタンを押すことなくワ−クの加工を再開
するように加工ソフトプログラミングを組んでもよい。

【００２１】本発明の請求項４は、前記ワ−クテ−ブル
が基準位置に在るワ−クテ−ブル上のワ−ク端面に測定
子を接触させてワ−ク端面位置座標値を検出すること
が、加工ソフトプログラミング上でワ−ク原点の絶対位
置座標を（Ｘ＝０，Ｚ＝0）とした際に、次の工程を経
て行なわれることを特徴とするワ−ク端面とツ−ル基準
位置間のＺ軸方向距離（ｋまたはｒ）を算出する方法を
提供するものである。

【００２２】（１）ワ−クテ−ブルを該ワ−クテ−ブル
上のドレッサが該ドレッサ基準原点位置（Ｘ_ｐ，Ｚ_ｐ）
に在るワ−クテ−ブル基準点位置からＺ軸の右方向に移
動してツ−ルに接触した位置座標（Ｘ_ｊ，Ｚ_ｊ）を機械
原点として記憶し、ワ−クテ−ブルを逆方向に移動させ
てドレッサをドレッサ基準原点位置に戻す。 （２）ツ−ルテ−ブルを砥石台主軸（Ｘ軸）方向に後退
して砥石台を原点復帰する。 （３）ワ−クをチャック機構に取り付ける。 （４）ワ−クテ−ブルをツ−ル方向に移動してワ−クテ
−ブル上のワ−クの右端がツ−ルに接触した際のワ−ク
右端のワ−ク原点位置座標（Ｘ₀，Ｚ_０）を記憶し、ワ
−クテ−ブルを元の位置に戻した際のワ−ク右端のワ−
ク原点位置座標（Ｘ_ｌ，Ｚ_ｌ）を記憶する。ツ−ル機械
原点からワ−クの右端までのＺ軸方向の距離は（Ｚ₀−
Ｚ_ｌ）と計算される。 （５）ツ−ルがワ−クを加工開始する際のＺ軸に対する
に合った角度（αまたはβ）砥石台の旋回軸中心に砥石
台を旋回する。 （６）ロ−タリ−アクチエ−タａをガイドレ−ル上走行
させる測定子の前進を開始し、測定子を測定開始位置ｍ
へ移動する。 （７）ロ−タリ−アクチエ−タａの回転軸を前記角度
（αまたはβ）逆方向に旋回し、測定される加工開始点
位置または加工終了点位置であるワ−ク端面と測定子を
平行とする。 （８）ワ−クテ−ブルを一定の移動速度ｖで移動させる
ことにより測定子を測定開始位置ｍからＺ軸方向に定め
られた測定距離Ｒ移動させる。 （９）測定距離Ｒ内の測定子の移動でワ−ク端面に測定
子が接触したときのワ−クの座標値（Ｘ_ｋ，Ｚ_ｋ）をワ
−ク端面の座標値と記憶し、該測定子の座標値（Ｘ_ｋ，
Ｚ_ｋ）からツ−ルと加工開始点位置または加工終了点位
置であるワ−ク端面間のＺ軸方向の距離ｋまたはｒを
（Ｚ₀−Ｚ_ｋ）と算出する。 （１０）測定子を測定開始位置へ戻す。

【００２３】なお、続いて操作盤上の加工サイクルスタ
−トボタンを押すことにより、加工ソフトプログラミン
グに従ってワ−クの加工が行なわれる。ワ−ク自動交換
装置を取り付け、加工サイクルスタ−トボタンを押すこ
となくワ−クの加工を再開するように加工ソフトプログ
ラミングを組んでもよい。

【００２４】本発明の請求項５は、前記ワ−ク端面のＺ
軸座標位置を検出する方法においてツ−ルが、一方はプ
レ−ン砥石で、他方はアンギュラ砥石であることを特徴
とする。

【００２５】ワ−クとして、例えばクランクシャフト、
スピンドル、フランジ等を加工できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明をさら
に詳細に説明する。図１は複合研削盤の要部を示す平面
図、図２は複合研削盤の要部を示す左側面図、図３は砥
石台の部分正面図、図４は図１に示す複合研削盤の砥石
台をα度旋回したときの部分平面図、図５は砥石とワ−
クの位置関係を示す図である。

【００２７】図中、１はＮＣ複合研削盤、ｗはワ−ク、
Ｄはドレッサ、２ａは主軸台２ａ、２ｂは心押台で、こ
れらでチャック機構２を構成する。チャック機構はワ−
クテ−ブル３上に備えられている。６はワ−ク支持ステ
−ジ、７はプレ−ン砥石、８はスピンドル、９は砥石ヘ
ッド、１０はアンギュラ砥石、１１はスピンドルで、１
２はツ−ルヘッド、１３は砥石台、１４ａは砥石台旋回
軸、１６はワ−ク加工ステ−ジ、１８は位置検出手段、
１８ａは測定子、１９はガイドレ−ルで砥石台の上面に
設けられる。１９ａはガイドレ−ルエンドで、アンギュ
ラ砥石使用時のワ−ク端面位置検出手段１８の測定開始
位置ｍである。２０はシリンダ、２１はロ−タリ−アク
チエ−タａ、２１ａは回転軸、２２はロ−タリ−アクチ
エ−タｂ、２２ａは回転軸、２３は支持具である。

【００２８】図１から図４で示される複合研削盤１は、
ワ−ク端面位置検出手段１８を砥石台１３上で直線移動
および旋回可能とし、ＮＣ制御装置１７の加工ソフトプ
ログラミングが変更されている外は図６に示される複合
研削盤と同じ他の機能、例えば図示されていないＮＣ制
御装置、ワ−クテ−ブル直線移動機構、砥石台旋回手段
等を有する。但し、図１から４に示される複合研削盤
は、スピンドル８とスピンドル１１が共通で、ビルトイ
ンモ−タ（図には示されていない）で回転駆動される態
様が示されている。

【００２９】前記ワ−ク端面位置検出手段１８は、砥石
台１３の上面にガイドレ−ル１９をワ−ク軸（Ｚ軸）お
よびスピンドル８軸に平行に設けられ、ガイドレ−ル１
９上をシリンダ２０で走行可能に設けられたロ−タリ−
アクチエ−タａ２１の回転軸２１ａに支持具２３を設
け、この支持具側面に別のロ−タリ−アクチエ−タｂ２
２を設け、このロ−タリ−アクチエ−タｂの回転軸にワ
−クの端面の位置を検出するタッチセンサの測定子１８
ａをア−ム１８ｃにより回転自在に、かつ、ワ−ク端面
に触れるように設けられている。

【００３０】ワ−クの加工は、チャック機構２に保持さ
れたワ−クｗと、前記ワ−クに対向する位置でスピンド
ルに軸承されて回転するツ−ル７または１０との間の相
対運動によりワ−クの加工を行うことは従来の複合加工
機械と同じである。

【００３１】この複合研削盤１に備えられたワ−ク端面
位置検出手段１８を用い、ワ−ク原点のワ−ク右端、加
工開始点、加工終了点等となるワ−ク端面のＺ軸座標位
置を検出するには、ワ−ク加工時に加工ツ−ルがワ−ク
と接触する際のワ−クＺ軸に対するスピンドルの砥石台
旋回中心点に対する旋回角度（α）と同じ角度（α）だ
けロ−タリ−アクチエ−タａの回転軸を逆方向に旋回さ
せてワ−ク端面に対して測定子が常に平行となるように
した状態でワ−ク端面に測定子を接触させてワ−ク端面
位置座標値（Ｘ_ｉ，Ｚ_ｉ）を検出し、該ワ−ク端面位置
座標値よりワ−ク端面とツ−ル基準位置間のＺ軸方向距
離（ｋ）を算出する。

【００３２】図１では、ワ−クを加工するツ−ルがプレ
−ン（平）砥石７であり、位置検出手段１８は砥石台１
３の左端に取りつけられているので、位置検出手段１８
の砥石台上の位置は変わらない。すなわち、ロ−タリ−
アクチエ−タａの直線移動および回転軸２１ａの旋回
（角度αは０度である。）は行われない。図４では、ワ
−クを加工するツ−ルがアンギュラ砥石１０であり、位
置検出手段１８は砥石台１３の左端に取りつけられてい
るので、位置検出手段１８はシリンダ２０のガイドレ−
ル１９上の移動によりアンギュラ砥石が備えられている
砥石台右端の測定開始位置ｍに移動され、ロ−タリ−ア
クチエ−タａの回転軸２１ａの旋回角度θはアンギュラ
砥石がワ−クと接触する際のワ−クＺ軸に対するスピン
ドル１１の砥石台旋回中心点に対する旋回角度（α）と
同じ角度αだけロ−タリ−アクチエ−タａの回転軸を逆
方向に旋回させてワ−ク端面に対して測定子１８ａが常
に平行となるようにする。

【００３３】同一形状のワ−クを取り替えて連続的に加
工する際のワ−クセンタ−穴の加工のバラツキによりワ
−ク右端の位置座標がｄだけずれ、このｄのずれを自動
的に補正する際、該ワ−ク端面位置検出手段１８を用
い、ワ−クテ−ブル３が基準位置に在るワ−クテ−ブル
上のワ−ク端面に測定子１８ａを接触させてワ−ク端面
位置座標値を検出し、補正する加工プログラミングは種
々考えられる。

【００３４】例えば、加工ソフトプログラミング上でワ
−ク原点の絶対位置座標を（Ｘ＝０，Ｚ＝0）とし、該
ワ−ク原点位置座標（Ｘ₀，Ｚ_０）に対するワ−クの加
工開始点の座標（Ｘ_ｉ，Ｚ_ｉ）および加工終了点の座標
（Ｘ’_ｉ，Ｚ’_ｉ）を操作盤より入力した際に次の工程
を経てワ−ク端面とツ−ル基準位置間のＺ軸方向距離
（ｋまたはｒ）を算出して行う。

【００３５】イ）ワ−クテ−ブル３を該ワ−クテ−ブル
上のドレッサＤが該ドレッサ基準原点位置（Ｘ_ｐ，
Ｚ_ｐ）に在るワ−クテ−ブル基準点位置からＺ軸の右方
向に移動してツ−ルに接触した位置座標（Ｘ_ｊ，Ｚ_ｊ）
を機械原点ｐとして記憶し、ワ−クテ−ブルを逆方向に
移動させてドレッサをドレッサ基準原点位置に戻す。 ロ）ツ−ルテ−ブル１５を砥石台主軸（Ｘ軸）方向に後
退して砥石台を原点復帰する。 ハ）ワ−クｗをチャック機構２ａ，２ｂに取り付ける。 ニ）ワ−クテ−ブル３をツ−ル７または１０方向に移動
してワ−クテ−ブル上のワ−クの右端がツ−ルに接触し
た際のワ−ク右端のワ−ク原点位置座標（Ｘ₀，Ｚ_０）
を記憶し、ワ−クテ−ブルを元の位置に戻した際のワ−
ク右端のワ−ク原点位置座標（Ｘ_ｌ，Ｚ_ｌ）を記憶す
る。 ホ）ツ−ルがワ−クを加工開始する際のＺ軸に対するに
合った角度（αまたはβ）砥石台１３の旋回軸中心に砥
石台を旋回する。 ヘ）ロ−タリ−アクチエ−タａ２１をシリンダ２０でガ
イドレ−ル１９上走行させて測定子の前進を開始し、測
定子を測定開始位置ｍへ移動する。 ト）ロ−タリ−アクチエ−タａ２１の回転軸を前記角度
（αまたはβ）逆方向に旋回し、測定される加工開始点
位置または加工終了点位置であるワ−ク端面と測定子を
平行とする。 チ）ロ−タリ−アクチエ−タｂの回転軸を定められた角
度（測定子がワ−ク端面に当たる軌道位置に合わせる）
回転してア−ムを上方に旋回し、ついで、ワ−クテ−ブ
ルを一定の移動速度ｖで移動することにより、相対的に
測定子１８ａが測定開始位置ｍからＺ軸方向に定められ
た測定距離Ｒ移動させた動きとなる。 リ）測定距離Ｒ内の測定子の移動でワ−ク端面に測定子
１８ａが接触したときのワ−クの座標値（Ｘ_ｉ，Ｚ_ｉ）
をワ−ク右端面のワ−ク原点位置座標値と記憶し、該測
定子のＺ_ｉ座標値と前記ワ−ク原点位置のＺ_０座標値か
らワ−ク原点とツ−ル間の距離ｋまたはｒである（Ｚ_０
−Ｚ_ｉ）値を算出する。 ヌ）先のワ−ク加工時のこの（Ｚ_０−Ｚ"_ｉ）値との差
ｄを算出し、加工プログラミングの研削開始点の座標を
（Ｘ_ｉ，Ｚ_ｉ−ｄ）および研削終了点の座標を
（Ｘ’_ｉ，Ｚ’_ｉ−ｄ）と自動補正する。

【００３６】あるいは、加工ソフトプログラミング上で
ワ−ク原点の絶対位置座標を（Ｘ＝０，Ｚ＝0）とした
際に、次の工程を経てワ−ク端面とツ−ル基準位置間の
Ｚ軸方向距離（ｋまたはｒ）を算出し、補正する。 （１）ワ−クテ−ブル３を該ワ−クテ−ブル上のドレッ
サＤが該ドレッサ基準原点位置（Ｘ_ｐ，Ｚ_ｐ）に在るワ
−クテ−ブル基準点位置からＺ軸の右方向に移動してツ
−ルに接触した位置座標（Ｘ_ｊ，Ｚ_ｊ）を機械原点とし
て記憶し、ワ−クテ−ブルを逆方向に移動させてドレッ
サをドレッサ基準原点位置に戻す。 （２）ツ−ルテ−ブル１５を砥石台主軸（Ｘ軸）方向に
後退して砥石台１３を原点復帰する。 （３）ワ−クｗをチャック機構２に取り付ける。 （４）ワ−クテ−ブルをツ−ル７または１０方向に移動
してワ−クテ−ブル上のワ−クの右端がツ−ルに接触し
た際のワ−ク右端のワ−ク原点位置座標（Ｘ₀，Ｚ_０）
を記憶し、ワ−クテ−ブルを元の位置に戻した際のワ−
ク右端のワ−ク原点位置座標（Ｘ_ｌ，Ｚ_ｌ）を記憶す
る。ツ−ル機械原点からワ−クの右端までのＺ軸方向の
距離は（Ｚ₀−Ｚ_ｌ）と計算される。 （５）ツ−ルがワ−クを加工開始する際のＺ軸に対する
に合った角度（αまたはβ）砥石台の旋回軸１３ａ中心
に砥石台を旋回する。 （６）ロ−タリ−アクチエ−タａ２１をシリンダ２０で
ガイドレ−ル１９上走行させる測定子１８ａの前進を開
始し、測定子を測定開始位置ｍへ移動する。 （７）ロ−タリ−アクチエ−タａ２１の回転軸を前記角
度（αまたはβ）逆方向に旋回し、測定される加工開始
点位置または加工終了点位置であるワ−ク端面と測定子
を平行とする。 （８）ロ−タリ−アクチエ−タｂの回転軸を定められた
角度（測定子がワ−ク端面に当たる軌道位置に合わせ
る）回転してア−ムを上方に旋回し、ついで、ワ−クテ
−ブルを一定の移動速度ｖで移動させることにより、相
対的に測定子１８ａが測定開始位置ｍからＺ軸方向に定
められた測定距離Ｒ移動させた動きとなる。 （９）測定距離Ｒ内の測定子の移動でワ−ク端面に測定
子が接触したときのワ−クの座標値（Ｘ_ｋ，Ｚ_ｋ）をワ
−ク端面の座標値と記憶し、該測定子の座標値（Ｘ_ｋ，
Ｚ_ｋ）からツ−ルと加工開始点位置または加工終了点位
置であるワ−ク端面間のＺ軸方向の距離ｋまたはｒを
（Ｚ₀−Ｚ_ｋ）と算出する。 （１０）測定子を測定開始位置へ戻す。

【００３７】以上、本発明の実施態様としてワ−クが主
軸台と心押台により二面拘束される複合研削盤を用いて
説明したが、ワ−クの拘束は片端チャックの一面拘束で
あっても良いし、ツ−ルの組み合わせも、プレ−ン砥石
とドリル、外周研削砥石と内面研削砥石、砥番の異なっ
た砥石の組み合わせ、形状の異なったアンギュラ砥石の
組み合わせであってもよい。また、ア−ム１８ｃによる
測定子１８ａの上方の掲げは、ア−ム１８ｃによる測定
子１８ａの下降により行なわれるようにしてもよい。

【００３８】

【発明の効果】本発明のワ−ク端面位置検出手段を備え
た複合加工機械は、ワ−クのセンタ−穴の加工不揃であ
っても、自動的に機械原点とワ−ク端面間距離を測定す
ることができ、同一形状のワ−クを取り替えて連続して
加工する際も、先のワ−クの加工時の機械原点とワ−ク
端面間距離の値と比較し、誤差ｄがあった場合、加工ソ
フトプログラミングの座標を変換（補正）して加工を行
うことができる。また、同一ワ−クを別々のツ−ルで加
工する複合加工機械において、ワ−ク原点とそれぞれの
ツ−ルの機械原点間の距離が同一ワ−ク原点を基に検出
されるので、極めて寸法制度のよい複合加工ワ−クが得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】複合研削盤の要部を示す平面図である。

【図２】複合研削盤の要部を示す左側面図である。

【図３】砥石台の部分正面図である。

【図４】図１に示す複合研削盤の砥石台をα度旋回した
ときの部分平面図である。

【図５】砥石とワ−クの位置関係を示す図である。

【図６】複合研削盤の平面図である（公知）。

【図７】ワ−クのセンタ−穴の加工ばらつきによるチャ
ック機構にワ−クを保持した際のワ−ク右端位置ずれを
示す図である。

【符号の説明】

１ 複合加工機械 ｗ ワ−ク Ｄ ドレッサ ２ チャック機構 ２ａ 主軸台２ａ ２ｂ 心押台 ３ ワ−クテ−ブル ６ ワ−ク支持ステ−ジ ７ プレ−ン砥石 ８，１１ スピンドル １０ アンギュラ砥石 １３ 砥石台 １４ａ 砥石台旋回軸 １６ ワ−ク加工ステ−ジ １８ 位置検出手段 １８ａ 測定子 １９ ガイドレ−ル ２１ ロ−タリ−アクチエ−タａ ２２ ロ−タリ−アクチエ−タｂ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワ−クのセンタ−両端またはワ−クの片
   端を支持し、ワ−クをワ−ク軸方向（Ｚ軸方向）の周り
   に回転させるチャック機構、および該チャック機構を支
   持しワ−ク軸方向に左右移動可能なワ−クテ−ブルとを
   備えるワ−ク支持ステ−ジと、 少なくとも１個の砥石ツ−ルをスピンドルに軸承させた
   砥石ヘッドと該砥石ヘッドに対向する反対面に別のツ−
   ルを前記スピンドル軸芯の延長上に軸芯を有するスピン
   ドルに軸承させたツ−ルヘッドを備える砥石台、該砥石
   台の旋回機構、および前記砥石台を支持する前記旋回機
   構をワ−クに対して砥石台主軸前後方向（Ｘ軸方向）に
   移動可能なツ−ルテ−ブルとを備えるワ−ク加工ステ−
   ジと、を備える複合加工用工作機械において、 前記砥石台の上面にガイドレ−ルを前記Ｚ軸およびスピ
   ンドル軸に平行に設け、このガイドレ−ル上を走行可能
   なロ−タリ−アクチエ−タａの回転軸に支持具を設け、
   この支持具側面に別のロ−タリ−アクチエ−タｂを設
   け、このロ−タリ−アクチエ−タｂの回転軸にワ−クの
   端面の位置を測定する位置センサの測定子を回転自在
   に、かつ、ワ−ク端面に触れるように設けたことを特徴
   とする、ワ−ク端面位置検出手段。
2. 【請求項２】 チャック機構に保持されたワ−クと、前
   記ワ−クに対向する位置でスピンドルに軸承されて回転
   するツ−ルとの間の相対運動によりワ−クの加工を行う
   際のワ−クテ−ブルが基準位置に在るワ−クテ−ブル上
   のワ−ク端面のＺ軸座標位置を検出する方法において、 請求項１に記載の複合加工用工作機械に備えられたワ−
   ク端面位置検出手段を用い、 ワ−ク加工時に砥石ツ−ルまたは別のツ−ルがワ−クと
   接触する際のワ−クＺ軸に対するスピンドルの砥石台旋
   回中心点に対する旋回角度（αまたはβ）と同じ角度だ
   けロ−タリ−アクチエ−タａの回転軸を逆方向に旋回さ
   せてワ−ク端面に対して測定子が常に平行となるように
   した状態でワ−ク端面に測定子を接触させてワ−ク端面
   位置座標値（Ｘ_ｉ，Ｚ_ｉ）を検出し、該ワ−ク端面位置
   座標値よりワ−ク端面と砥石ツ−ル基準位置間のＺ軸方
   向距離（ｋ）またはワ−ク端面と別のツ−ル基準位置間
   のＺ軸方向距離（ｒ）を算出する方法。
3. 【請求項３】 前記ワ−クテ−ブルが基準位置に在るワ
   −クテ−ブル上のワ−ク端面に測定子を接触させてワ−
   ク端面位置座標値を検出することが、加工ソフトプログ
   ラミング上でワ−ク原点の絶対位置座標を（Ｘ＝０，Ｚ
   ＝0）とし、該ワ−ク原点位置座標（Ｘ₀，Ｚ_０）に対す
   るワ−クの加工開始点の座標（Ｘ_ｉ，Ｚ_ｉ）および加工
   終了点の座標（Ｘ’_ｉ，Ｚ’_ｉ）を操作盤より入力した
   際に次の工程を経て行なわれることを特徴とする請求項
   ２に記載のワ−ク端面とツ−ル基準位置間のＺ軸方向距
   離（ｋまたはｒ）を算出する方法。 イ）ワ−クテ−ブルを該ワ−クテ−ブル上のドレッサが
   該ドレッサ基準原点位置（Ｘ_ｐ，Ｚ_ｐ）にあるワ−クテ
   −ブル基準点位置からＺ軸の右方向に移動してツ−ルに
   接触した位置座標（Ｘ_ｊ，Ｚ_ｊ）を機械原点として記憶
   し、ワ−クテ−ブルを逆方向に移動させてドレッサをド
   レッサ基準原点位置に戻す。 ロ）ツ−ルテ−ブルを砥石台主軸（Ｘ軸）方向に後退し
   て砥石台を原点復帰する。 ハ）ワ−クをチャック機構に取り付ける。 ニ）ワ−クテ−ブルをツ−ル方向に移動してワ−クテ−
   ブル上のワ−クの右端がツ−ルに接触した際のワ−ク右
   端のワ−ク原点位置座標（Ｘ₀，Ｚ_０）を記憶し、ワ−
   クテ−ブルを元の位置に戻した際のワ−ク右端のワ−ク
   原点位置座標（Ｘ_ｌ，Ｚ_ｌ）を記憶する。 ホ）ツ−ルがワ−クを加工開始する際のＺ軸に対するに
   合った角度（αまたはβ）砥石台の旋回軸中心に砥石台
   を旋回する。 ヘ）ロ−タリ−アクチエ−タａをガイドレ−ル上走行さ
   せる測定子の前進を開始し、測定子を測定開始位置ｍへ
   移動する。 ト）ロ−タリ−アクチエ−タａの回転軸を前記角度（α
   またはβ）逆方向に旋回し、測定される加工開始点位置
   または加工終了点位置であるワ−ク端面と測定子を平行
   とする。 チ）ロ−タリ−アクチエ−タｂの回転軸を定められた角
   度（測定子がワ−ク端粘に当たる軌道位置に合わせる）
   回転してア−ムを上方に旋回し、ついで、ワ−クテ−ブ
   ルを一定の移動速度ｖで移動することにより測定子を測
   定開始位置ｍからＺ軸方向に定められた測定距離Ｒ移動
   させる。 リ）測定距離Ｒ内の測定子の移動でワ−ク端面に測定子
   が接触したときのワ−クの座標値（Ｘ_ｉ，Ｚ_ｉ）をワ−
   ク右端面のワ−ク原点位置座標値と記憶し、該測定子の
   Ｚ_ｉ座標値と前記ワ−ク原点位置のＺ_０座標値からワ−
   ク原点とツ−ル間の距離ｋまたはｒである（Ｚ_０−
   Ｚ_ｉ）値を算出する。 ヌ）先のワ−ク加工時のこの（Ｚ_０−Ｚ"_ｉ）値との差
   ｄを算出し、加工プログラミングの研削開始点の座標を
   （Ｘ_ｉ，Ｚ_ｉ−ｄ）および研削終了点の座標を
   （Ｘ’_ｉ，Ｚ’_ｉ−ｄ）と自動補正する。
4. 【請求項４】 前記ワ−クテ−ブルが基準位置に在るワ
   −クテ−ブル上のワ−ク端面に測定子を接触させてワ−
   ク端面位置座標値を検出することが、加工ソフトプログ
   ラミング上でワ−ク原点の絶対位置座標を（Ｘ＝０，Ｚ
   ＝0）とした際に、次の工程を経て行なわれることを特
   徴とする請求項２に記載のワ−ク端面とツ−ル基準位置
   間のＺ軸方向距離（ｋまたはｒ）を算出する方法。 （１）ワ−クテ−ブルを該ワ−クテ−ブル上のドレッサ
   が該ドレッサ基準原点位置（Ｘ_ｐ，Ｚ_ｐ）に在るワ−ク
   テ−ブル基準点位置からＺ軸の右方向に移動してツ−ル
   に接触した位置座標（Ｘ_ｊ，Ｚ_ｊ）を機械原点として記
   憶し、ワ−クテ−ブルを逆方向に移動させてドレッサを
   ドレッサ基準原点位置に戻す。 （２）ツ−ルテ−ブルを砥石台主軸（Ｘ軸）方向に後退
   して砥石台を原点復帰する。 （３）ワ−クをチャック機構に取り付ける。 （４）ワ−クテ−ブルをツ−ル方向に移動してワ−クテ
   −ブル上のワ−クの右端がツ−ルに接触した際のワ−ク
   右端のワ−ク原点位置座標（Ｘ₀，Ｚ_０）を記憶し、ワ
   −クテ−ブルを元の位置に戻した際のワ−ク右端のワ−
   ク原点位置座標（Ｘ_ｌ，Ｚ_ｌ）を記憶する。ツ−ル機械
   原点からワ−クの右端までのＺ軸方向の距離は（Ｚ₀−
   Ｚ_ｌ）と計算される。 （５）ツ−ルがワ−クを加工開始する際のＺ軸に対する
   に合った角度（αまたはβ）砥石台の旋回軸中心に砥石
   台を旋回する。 （６）ロ−タリ−アクチエ−タａをガイドレ−ル上走行
   させる測定子の前進を開始し、測定子を測定開始位置ｍ
   へ移動する。 （７）ロ−タリ−アクチエ−タａの回転軸を前記角度
   （αまたはβ）逆方向に旋回し、測定される加工開始点
   位置または加工終了点位置であるワ−ク端面と測定子を
   平行とする。 （８）ロ−タリ−アクチエ−タｂの回転軸を定められた
   角度（測定子がワ−ク端粘に当たる軌道位置に合わせ
   る）回転してア−ムを上方に旋回し、ついで、ワ−クテ
   −ブルを一定の移動速度ｖで移動させることにより測定
   子を測定開始位置ｍからＺ軸方向に定められた測定距離
   Ｒ移動させる。 （９）測定距離Ｒ内の測定子の移動でワ−ク端面に測定
   子が接触したときのワ−クの座標値（Ｘ_ｋ，Ｚ_ｋ）をワ
   −ク端面の座標値と記憶し、該測定子の座標値（Ｘ_ｋ，
   Ｚ_ｋ）からツ−ルと加工開始点位置または加工終了点位
   置であるワ−ク端面間のＺ軸方向の距離ｋまたはｒを
   （Ｚ₀−Ｚ_ｋ）と算出する。 （１０）測定子を測定開始位置へ戻す。
5. 【請求項５】 ツ−ルが、一方はプレ−ン砥石で、他方
   はアンギュラ砥石である、請求項２に記載のワ−ク端面
   のＺ軸座標位置を検出する方法。