JPH04171161A - タッチセンサーによる基準穴位置測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば数値制御工作機械等の主軸に装着して
ワークの加工位置等の基準位ｌｆ検出等に使用されるタ
ッチセンサーによる基準穴位置測定方法に関する。

（従来の技術） 例えば数値制御工作機械等において、対象ワークを変え
た場合とか、非常停止等で運転を中断した後、加工を再
開する場合、または、第７図に示すようにワークＷに形
成された基準穴Ｗａを寸法基準として新たな穴Ａ、Ｂを
穿孔する場合、正確な基準穴の中心Ｐが要求される。こ
のため例えばタレット装置においては、実開平２−２２
２０２号公報に開示され、かつ第５図及び第６図に示す
ように、タッチセンサーａを設けた軸頭本体すを移動し
て、タッチセンサーａの測定子ａ′をワークＷの基準穴
Ｗａ内の基準穴数中心Ｑまで挿入し、第６図にワークＷ
に対する測定子ａ′の相対運動を示すように、先ずＸ軸
方向の２点での接触位置を求めその中心位置にタッチセ
ンサーａを位置決めし、次にＹ軸方向の２点での接触位
置を求めその中心位置に位置決めする。これによって基
準穴Ｗａの真の中心Ｐに位置決めされ、先の仮中心Ｑに
対する補正値が演算され、原点に対して補正をかける。

この補正後の原点を基準にして各加工穴を加工するよう
にしたものが提案されている。

（発明が解決しようとする課Ｍ） 上記従来技術によると、基準穴の内周にＸ軸方向の２点
及びＹ軸方向の２点にタッチセンサーの測定子を接触さ
せ、それらの接触位置より基準穴の中心を容易に求める
ことができる。しかし、り、チセンサーを工作機械の主
軸に装着する際、特に接触子が長い場合測定子の先端が
主軸の中心軸芯との間に芯ずれが生じ、またタッチセン
サーの測定子が細い棒状であることから折曲することが
あり、測定子の先端と主軸の中心軸芯との間に芯ずれが
発生することである。これらの芯ずれに起因して測定精
度にばらつきが生じ、基準穴の中心位置の測定精度にば
らつきが発生する等の不具合がある。

従って、本発明の目的は、タッチセンサーの主軸への装
着や測定子の折曲等によって主軸の中心軸芯と測定子の
先端との間に芯ずれが生じても基準穴の中心位置が高精
度で測定し得るタッチセンサーによる茫準穴位置測定法
を提案することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明によるタッチセンサー
による基準穴位置測定方法は、工作機械の主軸に装着し
、主軸台を適宜移動させてセンサー本体に設けた測定子
の先端がワークに当接したことを検出するタッチセンサ
ーによる基準穴位置測定方法において、ワークに形成さ
れた基準穴内周面の被測定箇所に対する測定子先端の当
接箇所が一定になるように主軸の移動方向の変更に伴っ
てタッチセンサー本体を回転させ、かつ測定子が被測定
箇所に当接した際、センサー本体内に配設した電波発信
装置から検出信号を発するものである。

（実施例） 以下本発明によるタッチセンサーによる基準穴位置測定
方法の一実施例を図面によって説明する。

第１図は本実施例に使用するタッチセンサー１の側面図
、第２図は同じく本実施例に用いられる工作機械の全体
説明図である。

タッチセンサー１は、タッチセンサー本体１ａ、タッチ
センサー本体１ａから突出する棒状の測定子１ｂ及びシ
ャンク部１ｄを何し、シャンク１ｄを例えば数値制御工
作機械の主軸２に形成したテーパ孔２ａに工具に替えて
装着され、主軸２を適宜方向に移動してセンサー本体１
ａから突出する測定子１ｂの先端ＩＣがワークＷに当接
したことを電気的に検出するものである。このようなタ
ッチセンサー１の測定子１ｂは自動求心機（図示せず）
によって測定子１ｂの先端ＩＣがセンサー本体１ａの中
心軸芯、即ち主軸２の中゛心軸芯と一致するように付勢
されてセンサー本体１ａに設けられ、測定子１ａが３８
０度何れかの方向に傾動してもセンサー本体ｌａ内に設
けられた傾動検出スイッチ（図示せず）が作動してその
傾動を検出するように構成されている。傾動検出スイッ
チによって測定子１ｂの傾動が電気的に検出されると、
その検出に基づいて、センサー本体ｌａ内に配設された
電波発信装置１１Ｅ１ｅから第２図に示す工作機械の制
御盤３へ検出信号が発せられる。なお符号１ｆは、電波
発信袋＠　１　ｅを作動させる電源である。

かかるタッチセンサー１を用いて第２図に示すように治
具４上にセットされたり−クＷの基準穴Ｗａの位置を測
定するには、主軸２を運動させて、主軸２に設けたタッ
チセンサー１の測定子１ｂの先端１ｃを基準Ｗａ内に挿
入して、ｘ、Ｘ軸方向に相対移動させ、かつ常に測定子
１ｂの先端１ｃの同一箇所が基準穴Ｗａの内周面ＷＣに
当接するように主軸２を回転させ、内周面ＷＣと測定子
１ｂの先端ＩＣとの当接位置、即ち被測定箇所を検出し
、それぞれの検出信号を電波発信装置ｔ１ｅから制御装
置３へ発信させ、制御装ｆ３によって電波発信装置１ｅ
から送信された検出信号に基づいて基準穴Ｗの中心位置
を演算することによってなされる。

具体的にタッチセンサー１を用いて基準穴Ｗａを測定す
るワークＷに対するタッチセンサー１の相対移動を第３
図によって説明する。

主軸２に装着されたタッチセンサー１の測定子１ｂの先
端１ｃがワークＷに形成した基準穴Ｗａ内に位置するよ
う主軸２を前進させ、主軸２の中心軸芯ｌと基準穴Ｗａ
との交点を基準穴Ｗａの仮中心Ｑとする。タッチセンサ
ー１の測定子１ｂの先！１！ｌｉｅが例えば第１図に１
０で示すように主軸２の中心軸芯ノより寸法ノ、だけ芯
ずれがあり、例えば仮中心Ｑより寸法ノ、だけ変位した
ａ点に測定子１ｂの先端１ｃが位置していると仮定する
。この状態において、Ｘ軸方向に相対移動させて、測定
子１ｂの先端１ｃを基準穴Ｗａの内周面ＷＣに当接させ
、当接位置である被測定箇所Ｘ。

を検出させる。タッチセンサー１によって検出された被
測定箇所Ｘ、は検出信号として電波発信装［１ｅによっ
て制御装置３へ送信され、入力される。

次に主軸２の中心軸芯ｌが仮中心Ｑと一致するよう主軸
２を復帰せしめ、主軸２を、従ってタッチセンサー１を
１８０度回転させて、測定子１ｂの先端ＩＣをｂ点に位
置させる。続いて、Ｘ軸に沿って測定子１ｂの先端ＩＣ
を被測定箇所ＸＩと反対方向へ移動させ、内周面ｗｅに
当接させて被測定箇所Ｘ２を検出させ、電波発信装置１
ｅによって制御装置３へ検出信号を発する。制御装置３
において、被測定箇所Ｘ、、　Ｘ２よりＸＩ及びＸ２の
Ｘ軸方向の中心位！ｆｆ１Ｑ、ヲ演＞Ｅ式（Ｘ、−Ｘ、
）　／２ニヨって求める。

この際、主軸２の中心軸芯ｌと先端ＩＣとの変位寸法ｌ
ｌは、主軸２、従ってタッチセンサー１を１８０度回転
することによって、ワークＷに形成した被測定箇所Ｌ−
Ｘｎ対する測定子１ｂの先端１ｃの当接箇所が一定にな
ることから補正され、正確な仮中心Ｑに対する被測定箇
所ＸＩ、Ｘ！の位置が測定され、被測定箇所Ｘ、及びＸ
２の中心位ＩＥＱ、が正確に求められる。次にその中心
位置ＱＩに主軸２の中心軸芯Ｊが一致するように主軸２
を移動させ、更に主軸２を９０度回転して測定子１ｂの
先端ＩＣを０点に位置させる。続いてＹ軸に沿って測定
子１ｂの先端ＩＣを移動させ、内周面ＷＣに当接させて
被測定箇所ＹＩを検出し、電波発信装置１ｅによって制
御装Ｗ３へ送信し、入力させる。

次に前記Ｘ軸の中心位１ｆＱ、に主軸２の中心軸芯１が
一致するように主軸２を移動せしめ、かつ主軸２を１８
０度回転し、測定子１ｂの先端ＩＣをｄ点に位置させる
。続いてＹ軸に沿って被測定箇所Ｙ、とは反対方向へ主
軸２を移動させ、内周面ｗｅに測定子１ｂの先端ＩＣを
当接させて被測定箇所ＹＩＩを検出し、電波発信装置１
ｅによって制御装置３へ検出信号として発する。制御装
置３によって被測定箇所Ｙ＊＝　ＹａよりＹ、及びＹｓ
ｔの中心位置を演算式（Ｙａ　−Ｙａ）　／　２によっ
て求め、基準穴Ｗａの真の中心Ｐを求める。この際、主
軸２の中心軸芯ｌと測定子ＩＣとの変位寸法ノ、は、主
軸２を回転させて、タッチセンサー１を１８０度回転す
ることから被測定箇所Ｙ、Ｙ２に対する先端１ｃの当接
箇所が一定となり、変位寸法ｌ。

は補正され、正確なＸ軸上の中心位１ｆＱ、に対する被
測定箇所Ｙｌ−Ｙ２の位置が正確に得られ、被測定箇所
Ｙ、及びＹ２の中心位置が正確に求められる。次に真の
中心Ｐによって仮中心Ｑに対する補正値が演算され、補
正後の原点を基準にして各加工穴等の加工が施される。

次にタッチセンサー１を用いて基準穴Ｗａを測定するり
−クＷに対する他のタッチセンサー１の相対移動例を第
４図に説明する。

主軸２に装着されたタッチセンサー１の測定子ｔｂの先
＊１ｃが基準穴Ｗａ内に位置するように主軸２を前進さ
せ、主軸２の中心軸芯ｌを基準穴Ｗａの仮中心Ｑとする
。このとき、仮中心Ｑより寸法ｌ、だけ変位したａ点に
測定子１ｂの先端ＩＣが位置していると仮定する。この
状態において、Ｘ軸方向に相対移動させて測定子１ｂの
先端ＩＣを内周面ＷＣに当接させて、被測定箇所Ｘ、を
検出させｔ検出信号として電波発信装置！　１　ｅによ
って制御装置３へ送信する。次に主軸２を仮中心Ｑに復
帰せしめ、主軸２を１８０度回転させ、測定子１ｂの先
端をｂ点に位置させる。続いてＸ軸に沿って被測定箇所
Ｘ、と反対方向へ測定子１ｂの先端１ｃを移動させて、
内周面ＷＣに当接させて被測定箇所Ｘ２を検出し、制御
装置３へ送信する。制御装Ｗ１３において、被測定箇所
Ｘ、及びＸ８によりＸ軸方向の中心位置が演算式（ＸＩ
−Ｌ）／２によって求められる。この際、主軸２の中心
軸芯ノと先端ＩＣとの変位寸法ノ、は、主軸２、従って
タッチセンサー１を１８０度回転することで補正させる
。続いて主軸２を仮中心Ｑに復帰せしめ、かつ主軸２を
９０度−回転して測定子１ｂの先端１ｃを０点に位置さ
せ、Ｙ軸に沿って主軸２を、従って測定子１ｂの先端Ｉ
Ｃを移動させて被測定箇所Ｙｌを検出して制御！！！３
へ検出信号を発信する。次に主軸２を仮中心Ｑに復帰せ
しめ、主軸２の中心軸芯ノと先端ＩＣとの変位寸法２Ｉ
を補正するために１８０度回転させ、先端ＩＣをｄ点に
位置させる。次にＹ軸に沿って被測定箇所Ｙ、と反対方
向へ主軸２を、従って先端ＩＣを移動させて被測定箇所
Ｙ、を測定子１ｂの先端ＩＣの同一箇所で検出して制御
装置３へ送信する。制御装置３によって被測定箇所Ｙ、
及びＹ２よりＹ軸方向の中心位置を演算式（Ｙ、−Ｙ、
）　／　２によって求め、前記Ｘ軸方向の中心位置と供
に基準穴Ｗａの真の中心Ｐを決定する。これによって先
の仮中心Ｑに対する補正値が演算され、補正後の原点を
基準にして各加工が施される。

（効果） 以上説明した本発明によるタッチセンサーによる基準穴
位置測定方法によれば、ワークに形成した基準穴内周面
の被測定箇所に対する測定子の当接箇所が一定になるよ
うに主軸の移動方向の変更に伴ってタッチセンサーを回
転させることから、主軸の中心軸芯と測定子の先端との
間に芯ずれがある場合でも芯ずれが補正され、基準穴の
位置が高精度で測定し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のタッチセンサーによる基準穴位置測定
方法の一実施例に使用するタッチセンサーの側面図、第
２図は同じく工作機械の全体説明図、第３図は同じく測
定方法を説明するワークに対するタッチセンサーの相対
運動を示す図、第４図は他の測定方法を説明するワーク
に対するタッチセンサーの相対運動を示す図、第５図乃
至第７図は従来のタッチセンサーによる基準穴位置測定
方法の説明図である。 、１・・・タッチセンサー、１ａ・・・センサー本体、
１ｂ−・・測定子、ＩＣ・・・先端、１ｅ・・・電波発
信側Ｌ１ｆ・・・電源、２・・・主軸、３・・・制御Ｖ
＆置、Ｗ・・・ワーク、ｗ　ａ　”’基準穴−１Ｌ−Ｘ
＊、Ｙｔ−Ｙｔ・・・被測定箇所 代理人弁理士　　１）代　黒　治 第１図 Ｉ２ＷＪ ｓ３図 Ｙ２ 第４図 第５図 第６図　　　　　　第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）工作機械の主軸に装着し、主軸台を適宜移動させ
   てセンサー本体に設けた測定子の先端がワークに当接し
   たことを検出するタッチセンサーによる基準穴位置測定
   方法において、ワークに形成された基準穴内周面の被測
   定箇所に対する測定子先端の当接箇所が一定になるよう
   に主軸の移動方向の変更に伴ってタッチセンサー本体を
   回転させ、かつ測定子が被測定箇所に当接した際、セン
   サー本体内に配設した電波発信装置から検出信号を発す
   ることを特徴とするタッチセンサーによる基準穴位置測
   定方法。
2. （２）制御装置によって電波発信装置からの検出信号を
   受信して測定子がＸ軸及びＹ軸の被測定箇所への当接時
   の主軸の位置からワークの加工位置の基準となる基準穴
   の中心を演算する請求項１記載のタッチセンサーによる
   基準穴位置測定方法。