JPH0536185B2 - - Google Patents

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JPH0536185B2
JPH0536185B2 JP297985A JP297985A JPH0536185B2 JP H0536185 B2 JPH0536185 B2 JP H0536185B2 JP 297985 A JP297985 A JP 297985A JP 297985 A JP297985 A JP 297985A JP H0536185 B2 JPH0536185 B2 JP H0536185B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
measurement
length
measuring
angle
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP297985A
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JPS61164767A (ja
Inventor
Masahiro Nakamura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Kiko Co Ltd
Original Assignee
Osaka Kiko Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Osaka Kiko Co Ltd filed Critical Osaka Kiko Co Ltd
Priority to JP297985A priority Critical patent/JPS61164767A/ja
Publication of JPS61164767A publication Critical patent/JPS61164767A/ja
Publication of JPH0536185B2 publication Critical patent/JPH0536185B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は数値制御工作機械に於ける工具長の自
動計測方法に関するものであり、更に詳しくは、
従来有効な自動計測手段が確立されておらなかつ
た大径工具の刃先長さの自動計測方法に関するも
のである。
従来の技術 マシニングセンタで代表される数値制御工作機
械によるワーク加工工程の省力化手段として、セ
ル方式やフレキシブル・マニユフアクチユアリン
グ・システム(以下、FMSと称呼)が知られて
いる。例えばFMSは、ワークあるいは数値制御
工作機械の負荷変動に対応し得る触通性乃至は自
己制御性を保持する目的で、メインコンピユータ
に予めインプツトされたワークの加工プログラム
に従つてワークあるいは工具をFMSを構成する
特定の数値制御工作機械へ供給し、前記加工プロ
グラムに従つてワークの加工を実行するように構
成されている。このような省力化手段を講ずるこ
とによつて、大規模システムによる無人化運転を
効率良く実施することができるが、このような無
人化システムに於いても実際問題として、工具に
付属するデータの入力方法には可成りの制約が認
められている。例えば、大径工具の刃先長さの自
動計測に関しては、これ迄実用的な計測手段が殆
ど提案されておらず、ワーク加工工程の省力化の
促進に大きな障害が認められていた。さらに詳し
く説明すると、プログラム指令によりワークを加
工する数値制御工作機械に於いては、ワーク加工
プログラムの作成を容易にするため主軸に装着さ
れる工具の長さを何等かの方法で測定し、該測定
値を補正番号に置き替えて数値制御装置に記憶さ
せ、ワーク加工プログラム上では該補正番号によ
つて工具の長さを指定するようにしている。然し
ながら、例えばFMSのように使用工具の数が膨
大になつて来ると、プリセツタ等による工具長の
測定や測定値の数値制御装置へのインプツトに多
大の労力を要し、システムの運動効率を向上せし
める上に大きな制約が認められていた。この改善
策として、テーブル上に装着された計測台の基準
面に工具が接触したとき、工具の検知信号を発信
するような機能を数値制御装置に付加し、該数値
制御装置のユーザ・マクロ機能などを利用して工
具の刃先が前記計測基準面に接触する迄の移動量
から工具長を算出し、指定された補正番号エリア
に自動的にインプツトする方法が採用されてき
た。一方、工具の刃先と計測台との接触を検知す
る手段としては、テーブル上に接点内蔵型のタツ
チセンサとして機能する計測台を設置し、工具の
刃先が前記タツチセンサを押し上げたときの接点
の開閉を利用する方法、あるいは、電流検知機能
を有するタツチセンサによつてテーブル上に載置
された計測台と工具の刃先との接触開始点を検知
する方法などが使用されている。然しながら、上
記の如き公知のセンサによる工具長の測定方法
は、その測定原理から容易に理解し得る如く、そ
の用途がドリルなどの刃先が工具の中心にある工
具に限定されている。従つて、例えば数値制御フ
ライス盤用のフライスのように刃が工具の中心に
なく、しかも個々の刃先が必らずしも一定でない
大径工具に対しては、手動操作によつて刃先の中
心を計測台の中心に一致させ、この後、前記タツ
チセンサによる工具長の計測ならびに計測誤差の
補正動作を開始する必要があり、全自動的な態様
で工具長の計測を行なうことは事実上不可能であ
つた。
発明が解決しようとする問題点 本発明の主要な目的は、在来の工具長の計測方
法に認められた上記の如き制約を完全に解消する
ことのできる数値制御工作機械に於ける工具長の
自動計測方法を提供することにある。
本発明の他の主要な目的は、例えば数値制御フ
ライス盤のカツタなど刃が工具の中心になく、し
かも刃先の長さに不均一性が認められる大径工具
に対しても高い測定精度を保証し得る数値制御工
作機械に於ける工具長の自動計測手段を提供する
ことにある。
問題点を解決するための手段 斯かる目的に鑑みて本発明は、主軸に装着され
た工具1に対して相対移動する計測台2を備えた
数値制御工作機械に於いて、前記工具1の長さを
自動計測するに際し、下記数式(1) θ=2cos-1(1−d2/2D2) −(1) (但し、θは有効計測角、dは計測台2の有効直
径)、Dは工具の直径 で定義される有効計測角θまたはそれ以下の計測
角毎に前記工具1の直径Dが画く円周に沿つて計
測台2をステツプ送りし、それぞれの計測点Pn
毎に工具1を計測台2の計測基準面に接触させて
仮の工具長Lnを計測し、計測済みの前記円周が
工具1の中心Oに対して形成する中心角αが
360゜/Z(但し、Zは工具1の刃数)で表示され
る角度範囲よりも大きくなる計測点迄、前記ステ
ツプ送り条件保持下の工具長の計測動作を繰返
し、計測された複数個の仮の工具長Lmの内最大
のものLmaxを第1の実工具長H1として数値制御
装置にインプツトする、数値制御工作機械に於け
る工具長の自動計測方法を第1の要旨とするもの
である。
また同様の観点から本発明は、主軸に装着され
た工具1に対して相対移動する計測台2を備えた
数値制御工作機械に於いて、前記工具1の長さを
自動計測するに際し、下記数式(1) θ=2cos-1(1−d2/2D2) −(1) (但し、θは有効計測角、dは計測台2の有効直
径)、Dは工具の直径 で定義される有効計測角θまたはそれ以下の計測
角毎に前記工具1の直径Dが画く円周に沿つて計
測台2をステツプ送りし、それぞれの計測点Pn
毎に工具1を計測台2の計測基準面に接触させて
仮の工具長Lnを計測し、計測済みの前記円周が
工具1の中心Oに対して形成する中心角αが
360゜/Z(但し、Zは工具の刃数)で表示される
角度範囲よりも大きくなる計測点迄、前記ステツ
プ送り条件保持下に工具長の計測動作を繰返し、
計測された複数個の仮の工具長Lnの内最大のも
のLmaxを第1の実工具長H1として数値制御装置
にインプツトした後、計測台2を前記第1の実工
具長H1の計測点から工具直径D相当円の円周方
向に沿つて360゜/Zに相当する角度だけ移動させ
て第2の実工具長H2を計測し、次いで前記
360゜/Zに相当する角度だけ計測点をずらせた計
測動作(Z−1)回だけ繰返す、数値制御工作機
械に於ける工具長の自動計測方法を第2の要旨と
するものである。
実施例 第1図は本発明方法を例示する数値制御工作機
械の主軸に装着された工具とテーブル上に装着さ
れた計測台の正面図ならびに仮の工具長の計測要
領の説明図であり、第2図は計測台上に於ける工
具長の計測要領の説明図である。
これらの図面に於いて本発明方法は下記の要領
に従つて実行される。
計測台2を数値制御工作機械、例えばNCフ
ライス盤のテーブル上に装着する。一方、該
NCフライス盤の主軸には、常法に従つて工具
1、例えばフライスを装着する。
工具1の直径Dが画く円周上に計測台2の中
心O′を移動させ、先づ第1の計測点P1に於い
て工具1を前記計測台2の計測基準面2′に接
触させ、計測点P1に対応する第1の仮の工具
長L1を計測する。
このようにして計測された第1の仮の工具長
L1を、前記数値制御工作機械に連設された数
値制御装置に送出し、該数値制御装置内部のメ
モリに記憶させる。
工具1と計測台2の計測基準面2′とが接触
しない位置迄、主軸を引上げ、次いで計測台2
を工具1の直径Dが画く円周に沿つて前記第1
の計測点P1から有効計測角θまたはそれ以下
の中心角の形成下に第2の計測点P2迄移動さ
せる。
第2の計測点P2に於いて、工具1を計測台
2の計測基準面2′に接触させ、計測点P2に対
応する第2の仮の工具長L2を計測し、このよ
うにして計測された第2の仮の工具長L2を、
前記数値制御装置に送出し、該数値制御装置内
部のメモリに記憶させる。
上記第項乃至第項に記載する仮の工具長
Lnの計測動作を、計測済みの前記円周P1Pn+1
が主軸ならびに工具1の中心Oに対して形成す
る中心角αが、360゜/Z(但し、Zは工具1の
刃数)で表示される角度範囲よりも大きくなる
第n番目の計測点Pn迄繰返し工具1の刃先
1′に少なくとも1回の計測機会を与え、斯く
して得られた複数個の仮の工具長L1乃至Lnの
内、最大の仮工具長Lmaxを以つて当該工具1
の実工具長H1と見做す。
本発明方法の実施に際し、工具1の刃先1′
に長さのバラツキがあることが予測される場合
には、計測台2を前記第項に於いて実工具長
H1を表示しているものと判定された計測点P′1
から、工具直径D相当円の円周方向に沿つて
360゜/Zに相当する角度だけ移動させ第2の計
測点P′2に於いて前記同様の計測要領に従つて
第2の実工具長H2を計測し、この値を数値制
御装置に内蔵されたメモリに記憶させる。
上記360゜/Zに相当する角度だけ計測点をず
らせた計測操作を(Z−1)回だけ繰返し、そ
れぞれの計測点(P′2乃至P′zに対応する(Z−
1)個の実工具長(H2乃至Hz)を得る。
前記項に記載した計測操作によつて得られ
た(Z−1)個の実工具長(H2乃至Hz)の計
測データと、第項に記載した計測操作によつ
て得られた1個の実工具長H1の計測データに
より、工具1のすべての刃先1′について実工
具長の測定が行なわれることになる。従つて、
斯くして得られたZ個の実工具長(H1乃至
Hz)の計測値の内、最大値と最小値との差を
以つて工具1の刃先長さのバラツキと見做す。
一方、工具1の実長は、上記Z個の実工具長の
内、最大のものを以つて表示することができ
る。また、別法として、Z個の実工具長(H1
乃至Hz)の計測値の平均値を以つて当該工具
1の工具長と見做すこともできる。
これらの計測値は常法に従つて数値制御装置
内部のメモリに記憶される。斯くして、例えば
工具1の刃先1′の長さのバラツキ量を前記数
値制御装置に予め設定されている工具刃先の長
さの許容バラツキ量と比較することによつて、
計測されたバラツキ量が許容バラツキ量を上廻
つた場合には、その工具を「刃先不良工具」と
判定し、数値制御装置からワーク加工の中止指
令や不良工具交換指令を発信させる。
上記計測操作及びその演算操作は、例えば数値
制御装置のユーザ・マクロ機能を用いて実行する
ことができる。このようにして数値制御装置に記
憶された工具長に基いて工具のオフセツト量を算
出し、予めワークの加工プログラムに指定されて
いる補正番号エリアに工具長を自動設定すること
ができる。
発明の効果 以上の説明に明らかな如く、本発明方法を採用
することによつて工具の長さや刃先寸法の長さの
バラツキ等を全自動的に計測することができる。
更に本発明方法によれば、ドリルなどの先端の尖
つた工具だけでなく、エンドミルのような刃が工
具の中心になく、個々の刃先の長さが必らずしも
一定でない大径工具に対しても良好な計測精度を
保証することができる。斯くして本発明方法は、
ワーク加工精度の向上、ならびに大具計測の自動
化に対し在来技術の水準を大幅に上廻る改善を為
し得るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を例示する数値制御工作機
械の主軸に装着された工具とテーブル上に装着さ
れた計測台の正面図ならびに仮の工具長の計測要
領の説明図であり、第2図は計測台上に於ける工
具長の計測要領の説明図である。 1……工具、2……計測台、D……工具の直
径、θ……有効計測角、d……計測台の有効直
径、Pn……計測点、O……工具の中心、Z……
工具の刃数、α……計測済みの工具直径相当円の
円周が工具の中心に対して形成する中心角、L…
…仮の工具長、H……実工具長。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 主軸に装着された工具に対して相対移動する
    計測台を備えた数値制御工作機械に於いて、前記
    工具の長さを自動計測するに際し、下記数式(1) θ=2COS-1(1−d2/2D2) −(1) (但し、θは有効計測角、Dは工具の直径、また
    dは計測台の有効直径) で定義される有効計測角θまたはそれ以下の計測
    角毎に前記工具の直径が画く円周に沿つて計測台
    をステツプ送りし、それぞれの計測点Pn毎に工
    具を計測台の計測基準面に接触させて仮の工具長
    を計測し、計測済みの前記円周が工具の中心に対
    して形成する中心角αが、360゜/Z(Zは工具の
    刃数)で表示される角度範囲よりも大きくなる計
    測点迄、前記ステツプ送り条件保持下の工具長の
    計測動作を繰返し、計測された複数個の仮の工具
    長の内最大のものを実工具長として数値制御装置
    にインプツトすることを特徴とする、数値制御工
    作機械に於ける工具長の自動計測方法。 2 主軸に装着された工具に対して相対移動する
    計測台を備えた数値制御工作機械に於いて、前記
    工具の長さを自動計測するに際し、下記数式(1) θ=2cos-1(1−d2/2D2) −(1) (但し、θは有効計測角、Dは工具の直径、また
    dは計測台の有効直径) で定義される有効計測角θまたはそれ以下の計測
    角毎に前記工具の直径が画く円周に沿つて計測台
    をステツプ送りし、それぞれの計測点Pn毎に工
    具を計測台の計測基準面に接触させて仮の工具長
    を計測し、計測済みの前記円周が工具の中心に対
    して形成する中心角αが360゜/Z(Zは工具の刃
    数)で表示される角度範囲よりも大きくなる計測
    点迄、前記ステツプ送り条件保持下の工具長の計
    測動作を繰返し、計測された複数個の仮の工具長
    の内最大のものを第1の実工具長として数値制御
    装置にインプツトした後、計測台を前記第1の実
    工具長の計測点から工具直径相当円の円周方向に
    沿つて360゜/Zに相当する角度だけ移動させて第
    2の実工具長を計測し、次いで前記360゜/Zに相
    当する角度だけ計測点をずらせた計測動作(Z−
    1)回だけ繰返すことを特徴とする、数値制御工
    作機械に於ける工具長の自動計測方法。
JP297985A 1985-01-10 1985-01-10 数値制御工作機械に於ける工具長の自動計測方法 Granted JPS61164767A (ja)

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JPS61164767A JPS61164767A (ja) 1986-07-25
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JP2760986B2 (ja) * 1987-07-10 1998-06-04 シチズン時計株式会社 工具長測定方法
US7063528B2 (en) 2003-10-23 2006-06-20 Durr Systems Inc. Radiant tube and convection oven
DE102006003761A1 (de) * 2006-01-25 2007-07-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung von Eigenschaften eines Werkzeugelementes

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