JPH0429506B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動生産装置に関し、例えばマシニ
ングセンタにおける段取り作業の改善並びに加工
精度の向上に利用できる。

［背景技術とその問題点］ 自動生産装置の代表格として、工具交換機能を
備え、回転工具を用いてワークを切削加工する、
いわゆるマシニングセンタが知られている。

従来のマシニングセンタは、ワークの目標仕上
寸法に対し繰返し試切削の後、或る径の工具とそ
の軌跡プログラムとをワークの加工箇所毎に決定
する、いわゆる段取り作業を前提とし、これによ
り決定された各加工箇所に対応する工具をツール
マガジンに収容する一方、各軌跡プログラムを加
工手順に従つて順次配列して加工プログラムを作
成し、運転において、一の加工箇所を終了する
と、その加工プログラムによつて、次の加工箇所
に適応した工具および軌跡プログラムに切換えて
次加工箇所へ進み、順次これらを繰返した後、更
に次のワークに対してもこれら一連の手順を繰返
し、自動生産を達成させるものである。

一般的に、機械加工における作業工程を区分す
れば、段取り工程と切削工程とに区分することが
できる。マシニングセンタは、その切削工程の改
善とみることができる。つまり、上述の如く、或
る加工対象が特定されれば、それに応じた工具と
軌跡とが自動的に定まる。それは、切削工程の単
なる切換えとみることができ、従つて段取り工程
としては、手動機械のそれと本質的に何等変らな
い作業が行われていたことになる。

例えば、或る穴加工を行なう場合、加工目標値
に対応すると思われる一の工具を用いて試切削
し、加工された穴寸法を検査し、その検査結果に
基づいて工具に手を加えて調整し、再び試切削し
た後再検査し、これらを順次繰返して特定径の工
具を決定する。この際、場合によつては、工具の
摩耗や破損等を考慮して同一工具を複数準備する
必要がある。また、外側切削の場合は、その工具
決定作業のほかに、工具とワークとを相対移動さ
せるための軌跡プログラムを作成する必要があ
る。そして、このような段取り作業の後、ツール
マガジン等に加工箇所毎に各一の工具を収容した
後、ワークへの切削加工によつて切削されたワー
クの寸法が公差を外れるようになつた時点で各工
具毎、またはツールマガジン毎交換していたので
ある。

しかしながら、このような従来のマシニングセ
ンタにおける段取り作業では、次のような問題が
内在していた。即ち、 上記段取り作業中の工具決定作業に過大な時
間が費やされていた。これは、一旦試切削した
後の検査結果に基づく調整は、ほとんどの場
合、その専門メーカに戻して行なわれているか
らである。また。研磨等を不要にする観点から
調整手段を付設したものも提案されているが、
精度上および経済上の問題からほとんど採用さ
れていない。

上記段取り作業中の工具決定作業は、経験に
よるところが多く、熟練者不足を招き、また人
によつてバラツキが生じ精度上好ましくなかつ
た。

同一工具準備に多大な費用と時間を必要とし
ていた。

上記段取り作業中、調整後の工具が到着する
まで、そのマシニングセンタをその状態に維持
しておかなければならず、切削工程の実質的運
用をも妨げた。これは、調整工具到着までに稼
動してしまうと、主に機械構造上の条件が異な
つてしまうために、その工具調整は無意味とな
る場合があつたからである。

このような問題のために従来のマシニングセン
タは、切削工程については、省力、無人化という
はなばなしい効果を得ているものの、その段取り
に多大な技術的、時間的、経済的準備を必要とし
ていた。

一方、加工精度の面からみれば、より高精度加
工が要請される今日においては、解決しなければ
ならない技術的課題が多い。その１つに、後に加
工されるワークほど公差内ではあるものの目標値
に対して偏差が大きくなることが挙げられる。こ
れは、従来のマシニングセンタにおいては、経験
による加工個数と工具摩耗が所定値に至つたと
き、または工具破損が生じたときに新な工具に交
換するよう形成されていることに起因する。

これを解決するためには、比較的生産個数が少
ない間に、新たな工具に交換すればよいという考
え方が生ずるが、その段取り作業から明らかな通
り、同一の工具とする建前から調整時間が長く、
経済的に負担が大きくなるので実用的でない。

更に、或る数量生産したときにワークを検査し
てその工具軌跡を変更すればよいという考え方も
生ずる。しかし、この方法は、その都度軌跡プロ
グラムを手直ししなければならないので、膨大な
時間と労力を要し現実性に欠ける。また、これが
できたとしても、改変した軌跡プログラムによつ
て運転してもその誤差が解消されるという保障は
ない。何故なら、加工精度は、機械的、電気的要
因の総合として定まるから、プログラム上軌跡の
みの指令値（例えば、工具またはワークの送り量
および方向）を変えたからといつて、前回加工の
ときと同一の特性で加工されるとは限らないとい
う問題が内在するからである。従つて、実用性も
ないということができる。

ところで、加工されたワークを検査するに当つ
ては、従来のマシニングセンタにタツチ信号プロ
ープを持込んで測定できるようにしたものがある
が、これではマシニングセンタ自体の誤差が測定
精度に影響し、高精度測定は到底望めるものでは
ない。

［発明の目的］ ここに、本発明の目的は、加工されたワークを
高精度に測定し、その測定結果に基づき、生産性
および作業性を低下させることなく加工精度の向
上を図りつつ、同時に段取り作業の改善を計る自
動生産装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段および作用］ このため、本発明は、従来マシニングセンタの
上記問題点が、一加工面に対して一工具を特定し
ていること、その工具が専ら熟練によつて手動調
整されていることに着目し、一の加工箇所に対し
て互いに微差径異なる同種複数の単工具を予め用
意しておき、加工機本体で加工されたワークの加
工箇所を加工機本体とは別の三次元測定機によつ
て高精度に測定し、その測定値と目標値（公差内
であつて理想値）とを比較して定まる加工誤差
（マシニングセンタの全要因を含む加工誤差）を
求め、この加工誤差を基に次加工するワークに対
して使用する工具を前記複数単工具中から自動的
に選択し、次のワークの加工を行なうように構成
したものである。

具体的には、回転工具によつてワークを切削加
工する加工機本体と、ワークの加工箇所毎に対応
する特定工具を収容するツールマガジンと、この
ツールマガジンから一の特定工具を取出して前記
加工機本体に着脱する工具交換手段と、これら加
工機本体等を所定の手順で稼動させるための加工
プログラムを内蔵した制御装置と、を備えた自動
生産装置において、測定子、この測定子を互いに
直交する三軸方向へ移動可能に支持する移動機構
および前記測定子がワークの測定対象面に関与す
る毎に各軸方向の移動変位量を検出するための各
軸毎の変位検出器を含み形成された測定機本体
と、この測定機本体の各変位検出器の出力信号か
ら加工後のワークの寸法等測定値を求める測定機
能、測定値と予め設定された加工目標値とを比較
して加工誤差を求める誤差確認機能および加工誤
差に基づき前記ツールマガジン内の特定工具のう
ちから一の工具を選択するための工具選択機能を
有する演算処理装置と、を備え、かつ前記ツール
マガジンに収容される各加工箇所毎の特定工具を
同種異径寸法の複数の単工具の組として形成する
とともに、前記工具選択機能に基づき、前記演算
処理装置から出力される工具選択信号で前記ツー
ルマガジンおよび工具交換手段を作動させ、その
特定工具のうちの一の単工具を前記加工機本体に
取付けられている単工具に換えて加工機本体に取
付け、前加工したワークの加工誤差に基づき、次
加工するワークに大して使用する単工具を自動交
換して次のワークを切削加工するようよう構成に
した、ことを特徴としている。

［実施例］ 第１図は本発明の自動生産装置の一実施例を示
している。同装置は、大きく分類すると、ワーク
Ｗを加工するマシニングセンタ等の加工部１と、
この加工部１によつて加工されたワークＷを搬送
する搬送部２と、この搬送部２によつて搬送され
てきたワークＷを計測し、その計測結果を基に前
記加工部１に工具選択指令を与える計測部３とに
分類することができる。

まず、前記加工部１は、回転工具を用いてワー
クＷを切削加工する加工機本体１１と、ワークＷ
の加工箇所毎に対応する特定工具を複数収容した
ツールマガジン１２と、このツールマガジン１２
から指定された一の特定工具を取出して前記加工
機本体１１に着脱する工具交換手段としての工具
交換装置１３と、これら加工機本体１１、ツール
マガジン１２および工具交換装置１３を予め設定
された所定の手順で稼動させるための加工プログ
ラムを内蔵した制御装置１４とから構成されてい
る。

前記加工機本体１１は、例えばワークＷを載置
するテーブル１５に対して三次元方向、つまり互
いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸方向へ移動可能でかつ
Ｚ軸を中心として回転駆動する主軸１６を備え、
かつ主軸１６が前記制御装置１４からの駆動指令
DC（ｘ，ｙ，ｚ）に基づき三次元方向へ移動され
るようになつている。主軸１６の三次元方向への
移動位置は、それぞれ図示しない位置検出器（例
えば、インダクトシンやレゾルバ等）により検出
された後、位置データＰ（ｘ，ｙ，ｚ）として前
記制御装置１４へフイードバツクされている。

また、前記ツールマガジン１２は、第２図に示
す如く、図示しない複数のスプロケツトに掛廻さ
れた無端状のチエーン２０と、このチエーン２０
の一定間隔位置に順次連結された複数の工具ポツ
ト２１と、前記制御装置１４および計測部３から
の工具選択指令によつて前記チエーン２０を駆動
させ指定されたいずれかの工具ポツト２１を工具
交換位置TCP（工具交換装置１３と対向する位
置）へ位置決めする割出装置２２とを含む。前記
各工具ポツト２１には、予め、ワークＷの加工箇
所毎に対応する特定工具２３Ａ，Ｂ，Ｃ……が図
示しない工具ホルダーを介してそれぞれ着脱自在
に保持されている。各特定工具２３A.B.C……
は、その特定工具が対応するワークＷの加工箇所
の公差内で互いに微少寸法だけ径が異なる同種複
数の単工具の組として構成されている。

例えば、第７図に示すワークＷの加工に当つ
て、穴Ｈ（目標値20Φ、公差＋0.1）を特定工具２
３Ａによりリーマ通し加工し、輪郭Ｓ（L₁＝150
mm、公差＋0.1，L₂＝100mm、公差−0.1）を特定
工具２３Ｂにより加工する場合、特定工具２３Ａ
は公差中間寸法（20.05Φ）を中心に１／100mmず
つ径が異なる４本（工具径＝20.04Φ，20.05Φ，
20.06Φ，20.07Φ）のリーマ２３A₁〜２３A₄から
構成され、また特定工具２３Ｂは１／100mmずつ
径が異なる５本（工具径ｄ＝20.00Φ，20.01Φ，
20.02Φ，20.03Φ，20.04Φ）のエンドミル２３B₁
〜２３B₅から構成されている。更に、他の特定
工具２３Ｃ，２３Ｄについても微寸法だけ径が異
なる同種複数の単工具（例えば、６本のドリル２
３C₁〜２３C₆や４本のタツプ２３D₁〜２３D₄等）
からそれぞれ構成されている。ここで、一つの特
定工具２３Ａ，Ｂ，Ｃ……を構成する単工具群は
チエーン２０に連続的に連結された所定範囲内の
工具ポツト２１内に順番に収容されている。

また、前記工具交換装置１３は、第２図および
第３図に示す如く、ガイドレール３１に沿つて前
記主軸１６のＸ軸方向と同方向へ移動自在に設け
られた駆動装置３２と、この駆動装置３２に主軸
１６のＺ軸方向と同方向へ昇降可能にかつＺ軸を
中心として旋回可能に設けられた旋回軸３３と、
この旋回軸３３の下端に連結されたアーム３４と
から構成されている。アーム３４の両端には、ツ
ールマガジン１２に収容された単工具および主軸
１６に取付けられた単工具にそれぞれ係合する保
持爪３５が形成されている。

これにより、工具交換装置１３は、制御装置１
４からの工具選択指令に基づき、駆動装置３２が
ツールマガジン１２側へ移動し、そのツールマガ
ジン１２側の保持爪３５に工具交換装置TCPに
ある工具を保持し、続いて駆動装置３２が主軸１
６側へ移動し、その主軸１６側の保持爪３５に主
軸１６に取付けられている工具を保持し、この後
旋回軸３３の下降および旋回によりアーム３４が
180度反転した後、ツールマガジン１２から取出
した工具を主軸１６へ保持させる。このようにし
て、工具交換装置１３の作動により、主軸１６の
単工具とツールマガジン１２の単工具とが互いに
交換される。

また、前記制御装置１４には、前記加工機本体
１１等を所定の手順で稼動させるための加工プロ
グラムのほかに、前記ツールマガジン１２に収容
された特定工具２３Ａ，Ｂ，Ｃ……を構成する各
単工具毎にその工具に関する情報、例えば工具番
号、工具名、呼び径、材質、工具長等を記憶する
工具フアイルリストが設けられているとともに、
それぞれの単工具がどの工具ポツト２１に収容さ
れているかを記憶する工具番地リストが設けられ
ている。

次に、前記搬送部２は、前記加工部１で加工さ
れたワークＷを前記計測部３まで搬送するもの
で、例えば搬送ロボツト４１により構成されてい
る。ロボツト４１によつてワークＷが加工部１か
ら計測部３まで搬送される途中には、ワークＷに
付着した切粉等の付着物を取除く切粉排除装置４
２と、切削加工によつて高温になつたワークＷを
一定温度つまり常温まで冷却する温度制御装置４
３とがそれぞれ設けられている。前記切粉排除装
置４２は、前記ワークＷが通る通路に沿つて例え
ばアーチ状の囲いを設けたもので、その囲いから
恒温風水供給装置４４によつて得られる一定温度
の恒温風をワークＷへ向つて吹付け、これにより
ワークＷに付着している切粉等を除去する。ま
た、前記温度制御装置４３は、前記切粉排除装置
４２を通過したワークＷの搬送通路に沿つて前記
恒温風水供給装置４４によつて得られる一定温度
の恒温水を満たした水槽を設置し、この水槽内に
ワークＷを浸しながら搬送し、これによりワーク
Ｗの温度を一定温度（例えば、20℃）にさせる。

前記恒温風水供給装置４４は、第４図に示す如
く、圧縮空気を前記切粉排除装置４２へ供給する
送風管４５の途中に膨出部４６が形成され、この
膨出部４６内に、圧水温度コントローラ４７によ
つて一定温度（20℃）に昇温された恒温水を前記
温度制御装置４３へ供給する送水管４８の途中が
蛇腹状に屈曲されて収納されている。送水管４８
の屈曲部には、多数の放熱フアン４９が取付けら
れている。また、前記圧水温度コントローラ４７
には、一端が送水管４８の膨出部４６より下流側
に接続された帰還路５０の他端が接続されている
とともに、その帰還路５０の一端が接続された送
水管４８のやや上流側の水温を検出する水温セン
サ５１からの信号が与えられている。これによ
り、圧水温度コントローラ４７は、水温センサ５
１で検出された送水管４８の出水温度に応じて、
送水管４８を流れる水温が例えば20℃を維持する
ように温度調整を行う。従つて、膨出部４６内へ
供給された圧縮空気も、送水管４８を流れる温水
からの放熱によつて一定温度に保たれる。

次に、前記計測部３は、搬送部２によつて搬送
されてきたワークＷを測定する測定機本体として
の三次元測定機６１と、この三次元測定機６１で
測定された測定データから寸法等を算出するとと
もに、その寸法の加工目標値に対する加工誤差を
基に前記加工部１のツールマガジン１２へ工具選
択指令を出力する演算処理装置６２と、この演算
処理装置６２で求められた寸法等の測定値を表示
するとともに記憶する表示記憶装置６３とを含
む。

前記三次元測定機６１は、第５図に示す如く、
ワークＷを載置する定盤７１の両側に案内レール
７２を介して支柱７３が前記定盤７１に対して前
後方向（Ｙ軸方向）へ、この両支柱７３間の上部
に２本のスライダ案内レール７４を介してスライ
ダ７５が前記定盤７１に対して左右方向（Ｘ軸方
向）へ、このスライダ７５に下端に測定子として
のタツチ信号プローブ７６を有するスピンドル７
７が前記定盤７１に対して上下方向（Ｚ軸方向）
へ、それぞれ移動自在に設けられている。

これにより、支柱７３、スライダ７５およびス
ピンドル７７からなる移動機構７８を介して、タ
ツチ信号プローブ７６を三次元方向へ移動させる
と、タツチ信号プローブ７６のＸ軸方向の位置は
スライダ案内レール７４とスライダ７５との間に
設けられたＸ軸変位検出器８１（第６図参照）に
より、またＹ軸方向の位置は案内レール７２と支
柱７３との間に設けられたＹ軸変位検出器８２
（第６図参照）により、更にＺ軸方向の位置はス
ライダ７５とスピンドル７７との間に設けられた
Ｚ軸変位検出器８３（第６図参照）により、それ
ぞれ検出された後、前記演算処理装置６２へ与え
られる。

演算処理装置６２には、第６図に示す如く、前
記タツチ信号プローブ７６がワークＷへの当接に
よつてオンしたとき、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ軸変位検出
器８１，８２，８３で測定されたデータを演算処
理する測定データ処理回路９１が設けられてい
る。測定データ処理回路９１で演算処理されたデ
ータは、前記表示記憶装置６３に記憶されかつデ
ジタル表示される一方、誤差判別回路９２へ与え
られる。

誤差判別回路９２は、前記測定データ処理回路
９１で求められたデータと基準値記憶回路９３に
予め記憶された加工目標値とを比較し、その加工
誤差を工具選択回路９４へ与える。前記基準値記
憶回路９３には、ワークＷの加工箇所毎に加工目
標値が予め設定されている。例えば、第７図に示
すワークＷの加工では、穴Ｈの加工目標値20.05
mm 、輪郭Ｓの加工目標値L₁＝150.05mm、L₂＝
99.95mmが予め設定されている。

また、前記工具選択回路９４には、前記ツール
マガジン１２に収容された各工具の工具番号に対
応して、その工具径の加工目標値からの偏差が予
め記憶されている。工具選択回路９４は、前記誤
差判別回路９２から与えられる加工誤差に基づ
き、この加工誤差を打消す工具番号を選択し、こ
れを出力回路９５を介して前記ツールマガジン１
２へフイードパツクする。これにより、ツールマ
ガジン１２は、次のワークＷの加工にあたつて、
予め制御装置１４からの指令によつていずれかの
特定工具が工具交換位置TCPへ位置決めされた
状態において、その特定工具のうち工具選択回路
９４で選択された工具番号の単工具が工具交換位
置TCPへくるように位置決めする。その結果、
工具交換位置TCPへ位置決めされた単工具が次
のワークＷの加工に用いられる。

次に、本実施例の作用を説明する。まず、ワー
クＷを加工部１の加工機本体１１のテーブル１５
上にセツトした後、制御装置１４をスタートさせ
ると、制御装置１４に予め記憶された加工プログ
ラムに従つて、加工機本体１１の主軸１６、ツー
ルマガジン１２および工具交換装置１３が駆動さ
れる。例えば、ワークＷの穴Ｈのリーマ通し加工
では、まずツールマガジン１２の回動により穴Ｈ
の加工箇所に対応する特定工具２３Ａのうちから
一の単工具、例えばリーマ２３A₂が工具交換位
置TCPへ位置決めされ、続いてその単工具２３
A₂が工具交換装置１３によつて主軸１６に取付
けられた後、主軸１６の移動によりワークＷへの
加工が行われる。加工終了後、ツールマガジン１
２の回動により次の加工箇所、つまり輪郭Ｓに対
応する特定工具２３Ｂのうちから一つの単工具、
例えばエンドミル２３B₃が工具交換位置TCPに
位置決めされ、続いてその単工具２３B₃が工具
交換装置１３によつて主軸１６に取付けられた
後、主軸１６の移動によりワークＷへの加工が行
われる。このようにして、制御装置１４に予め設
定された加工プログラムに基づき、ワークＷに複
数工程の加工が自動的に行われる。

加工機本体１１で加工されたワークＷは、搬送
部２によつて搬送される途中において、まず切粉
排除装置４２によつてワークＷに付着している切
粉が除去され、続いて温度制御装置４３によつて
ワークＷの温度が一定、例えば20℃に保たれた
後、計測部３まで搬送される。

計測部３へ搬送されてきたワークＷは、三次元
測定機６１によつて加工箇所の寸法が測定され
る。これには、ワークＷを定盤７１へセツトした
後、タツチ信号プローブ７６を移動機構７８を介
して三次元方向へ移動させ、ワークＷの加工箇所
へ順次当接させる。すると、タツチ信号プローブ
７６がワークＷへの当接によつてオンしたとき、
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸変位検出器８１，８２，８３のデー
タが演算処理装置６２の測定データ処理回路９１
へ取込まれる。

測定データ処理回路９１は、これらのデータか
ら加工箇所の寸法を求め、これを表示記憶装置６
３に記憶させかつデジタル表示させる一方、誤差
判別回路９２へ与える。誤差判別回路９２は、測
定データ処理回路９１から与えられたデータと基
準値記憶回路９３に予め設定されている各加工箇
所毎の加工目標値とを比較し、その加工誤差を求
め、これを工具選択回路９４へ与える。工具選択
回路９４は、誤差判別回路９２から与えられる加
工誤差を軽減する工具番号を選択し、これを出力
回路９５を介してツールマガジン１２へ与える。

例えば、ワークＷの穴Ｈの加工に特定工具２３
Ａのリーマ２３A₂を用いて加工したときの実測
値が加工目標値より直径で0.01mm小さかつたとす
ると、工具選択回路９４では、その加工誤差が或
る基準値（例えば、各単工具間の寸法差）より越
えているかを判断し、それが越えているとき加工
目標値より直径が0.01mm大きい径のリーマ２３A₃
を選択し、その工具番号をツールマガジン１２へ
与える。これにより、次のワークＷの穴Ｈの加工
に当つて、まず制御装置１４からの指令によりツ
ールマガジン１２のリーマ２３A₂が工具交換位
置TCPへ位置決めされた後、工具選択回路９４
からの工具選択指令によりリーマ２３A₃が工具
交換位置TCPへ位置決めされる。この後、工具
交換位置TCPへ位置決めされたリーマ２３A₃は
工具交換装置１３を介して主軸１６へ取付けら
れ、次の加工に使用される。このようにして、前
に加工されたワークＷの加工目標値に対する加工
誤差に基づき、その加工誤差を軽減する単工具が
次のワークＷの加工に用いられる。

従つて、本実施例によれば、前に加工したワー
クＷの寸法を測定し、この寸法と当該加工箇所の
加工目標値とを比較し、その加工誤差を軽減する
径の単工具を次のワークＷの当該加工箇所の加工
に当つて選択するようにしたので、制御装置１４
に記憶された加工プログラムを変更することな
く、目標値に近い加工を行うことができる。その
ため、加工プログラムの変更に伴なう時間や労力
が不要な上、複雑多種な要因で定まるマシニング
センタの機械的、電気的特性に変動を与えず、連
続運転ができるので、加工誤差を解消して加工順
序にかかわらず寸法のばらつきが小さい高品質な
製品を加工することができる。

このことは、工具の摩耗量を考慮して加工時の
補正を行う手間も省ける利点がある。

また、段取り作業においても、従来のように同
一径の工具を多数揃えておく必要がなく、かつ熟
練を伴なう試切削の繰返し作業が不要であるの
で、段取り作業が迅速かつ容易な上、経済的であ
る。従つて、従来マニシングセンタの使用に際
し、煩わしくかつ非能率的であつた上記〜の
問題を全て解決できる。しかも、同一径工具を揃
える必要がないことは、加工によつて各工具が摩
耗しても、他の加工箇所に転用することができる
利点がある。

また、計測部３からの測定結果を加工部１へフ
イードバツクする結果、安全な無人化運転も可能
である。しかも、フイードバツク信号としては、
演算処理装置６２で選択された工具番号であるか
ら、信号の伝送および処理も容易な上、それらの
機器も極めて簡易に構成できる利点がある。

また、加工部１で加工されたワークＷを搬送手
段４１によつて計測部３まで搬送させるようにし
たので、計測部３を自動型すれば、全工程を無人
化運動することができる。しかも、搬送途中に、
切粉排除装置４２および温度制御装置４３を設け
たので、計測部３で測定されるワークＷは切粉等
の付着がなく、かつ温度が一定であるので、高精
度な測定が期待できる。

また、ワークＷを三次元測定機６１によつて測
定するようにしたので、ワークＷの加工箇所の寸
法等を高精度に測定することができる。しかも加
工系と測定系とを別としたので、例えば加工系内
に測定機能をもたせたものに比べ、加工系の誤差
に影響されずより高精度測定ができる。従つて、
工具番号を制御装置１４へフイードバツクするに
あたつても、工具の選択が正確かつ的確に行うこ
とができる。

なお、本実施例では、加工部１をマシニングセ
ンタとして説明したが、複数の工具を加工機本体
の主軸に対して自動的に交換できる機能を備え、
かつ主軸の移動軌跡を自動的に制御できる工作機
械であればいずれでもよい。また、加工機本体１
１としては、主軸１６が三次元方向のほかに、Ｙ
軸を支点として上下方向へ変位できるように構成
してもよい。更に、ツールマガジン１２に単工具
を各特定工具毎に連続的に格納するようにした
が、例えばツールマガジン１２のチエーン２０に
複数の単工具を格納できる円盤を回転可能に取付
け、この円盤に同種の単工具をそれぞれ格納し、
制御装置１４からの指令により指定された特定工
具群の円盤を工具交換位置へ位置決めし、更に演
算処理装置からの指令により円盤の角度を割り出
すようにしてもよい。

また、加工部１で加工されたワークＷを計測部
３へ搬送する手段としては、自動的に行うもの以
外、人が操作して行うクレーン等によつて搬送す
るようにしてもよい。この場合、そのクレーンの
移動軌跡の途中に切粉排除装置４２および温度制
御装置４３を設け、これらの位置においてワーク
Ｗを一時的に停止させるようにすれば、これらの
切粉排除装置４２および温度制御装置４３の機能
を阻害させることがない。

また、測定機本体としては、上記実施例で述べ
た手動式の三次元測定機のほかに、例えば予め設
定された軌跡プログラムに従つてタツチ信号プロ
ーブ７６を自動的に移動させる自動式の三次元測
定機でもよい。更に、支柱７３を固定する代り
に、定盤７１をＹ軸方向へ移動自在とし、この定
盤７１上の一部に予めワークＷの各加工箇所に適
合する複数のタツチ信号プローブを着脱自在にセ
ツトしておき、スピンドル７７のＺ軸方向への移
動、スライダ７５のＸ軸方向への移動および定盤
７１のＹ軸方向への移動を自動的に制御しなが
ら、複数のタツチ信号プローブの中からワークＷ
の測定箇所に適したプローブを選択してスピンド
ル７７に自動的に取付けるように構成した三次元
測定機を利用すれば、あらゆる加工箇所の測定を
全て自動的に行なうことができる。

また、測定値と加工目標値とから求められた加
工誤差に基づき、単工具を選択するに当つて、上
記実施例で述べたように加工誤差を軽減する径の
単工具を選択する場合に限らず、例えば単工具群
の使用する順番予め決めておき、加工誤差が一定
範囲を越えたとき、その決められた順番に従つて
単工具の選択するようにしてもよい。

また、上記実施例では、工具選択回路９４から
の工具選択指令によりツールマガジン１２を駆動
させるようにしたが、工具選択回路９４からの工
具選択指令を制御装置１４へ与え、この制御装置
１４からの指令によりツールマガジン１２を駆動
させるようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、加工されたワー
クを高精度に測定し、この測定値と目標値とから
求められる加工誤差を基に単工具を選択するの
で、生産性および作業性を低下させることなく高
精度な加工ができ、同時に段取り作業を改善でき
る自動生産装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の自動生産装置の一実施例を示すも
ので、第１図は全体構成を示すブロツク図、第２
図はツールマガジンの概要を示す平面図、第３図
は工具交換装置と制御装置との関係を示す図、第
４図は恒温風水供給装置を示す図、第５図は三次
元測定機を示す斜視図、第６図は演算処理装置を
示すブロツク図、第７図はワークの加工例を示す
図である。 １１……加工機本体、１２……ツールマガジ
ン、１３……工具交換手段としての工具交換装
置、１４……制御装置、２３Ａ，Ｂ，Ｃ……特定
工具、２３A₁〜２３A₄……単工具としてのリー
マ、２３B₁〜２３B₅……単工具としてのエンド
ミル、２３C₁〜２３C₆……単工具としてのドリ
ル、２３D₁〜２３D₄……単工具としてのタツプ、
６１……測定機本体としての三次元測定機、６２
……演算処理装置、７６……測定子としてのタツ
チ信号プローブ、７８……移動機構、８１……Ｘ
軸変位検出器、８２……Ｙ軸変位検出器、８３…
…Ｚ軸変位検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転工具によつてワークを切削加工する加工
   機本体と、ワークの加工箇所毎に対応する特定工
   具を収容するツールマガジンと、このツールマガ
   ジンから一の特定工具を取出して前記加工機本体
   に着脱する工具交換手段と、これら加工機本体等
   を所定の手順で稼動させるための加工プログラム
   を内蔵した制御装置と、を備えた自動生産装置に
   おいて、 測定子、この測定子を互いに直交する三軸方向
   へ移動可能に支持する移動機構および前記測定子
   がワークの測定対象面に関与する毎に各軸方向の
   移動変位量を検出するための各軸毎の変位検出器
   を含み形成された測定機本体と、 この測定機本体の各変位検出器の出力信号から
   加工後のワークの寸法等測定値を求める測定機
   能、測定値と予め設定された加工目標値とを比較
   して加工誤差を求める誤差確認機能および加工誤
   差に基づき前記ツールマガジン内の特定工具のう
   ちから一の工具を選択するための工具選択機能を
   有する演算処理装置と、を備え、かつ 前記ツールマガジンに収容される各加工箇所毎
   の特定工具を同種異径寸法の複数の単工具の組と
   して形成するとともに、 前記工具選択機能に基づき、前記演算処理装置
   から出力される工具選択信号で前記ツールマガジ
   ンおよび工具交換手段を作動させ、その特定工具
   のうちの一の単工具を前記加工機本体に取付けら
   れている単工具を換えて加工機本体に取付け、 前加工したワークの加工誤差に基づき、次加工
   するワークに対して使用する単工具を自動交換し
   て次のワークを切削加工するようよう構成にし
   た、 ことを特徴とする自動生産装置。