JPH0580648U

JPH0580648U - 旋盤の機内計測装置

Info

Publication number: JPH0580648U
Application number: JP2899892U
Authority: JP
Inventors: 真治吉川
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1992-04-03
Filing date: 1992-04-03
Publication date: 1993-11-02
Anticipated expiration: 2007-04-03
Also published as: JP2574228Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】運転途中における校正動作を能率良く行える
ようにする。【構成】主軸チャック４ａに保持されたワークＷに、
タレット５のタッチセンサ９を接触させてワーク径を計
測する機内計測装置に適用する。ワーク径は、サーボモ
ータ１０の位置検出器１０ａの座標値をタッチセンサ９
がオンしたときに取り込んだ座標値から演算される。こ
の形式の機内計測装置において、校正基準治具２２を主
軸チャック４ａに設ける。タッチセンサ９の取付時に
は、一度だけマスタワークを測定して機械個別の基準校
正値ＯＦＦ₁を記憶しておく。この後、計測サイクル毎
に、校正基準治具２２を測定して運転に伴う補助校正値
ＯＦＦ₂を得る。実際のワークの測定値は、前記の各校
正値ＯＦＦ₁＋ＯＦＦ₂の和であるＯＦＦ₀の値で補正
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、加工済みワークの外径等を主軸に装着したままで計測する旋盤の機内計測装置に関し、特に校正機能を備えた機内計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、タレット旋盤における機内計測では、タッチセンサをタレット上に取付け、Ｘ，Ｚ軸を移動させて、タッチセンサがワークに接触した座標を読み取り、ワーク寸法の計測を行っている。計測値は、演算により真値との比較を行い、差分が許容範囲か否かを判別した後、許容範囲である場合は、差分をＮＣ装置の工具オフセットに転送している。これにより、次のワークから計測結果に応じた補正を行った加工が行われる。

【０００３】前記の計測時において、タッチセンサが実際に接触した物理的な機械位置と、ＮＣ装置内で読み取れる座標値との間には、普通、わずかな差が生じる。例えば、タッチセンサが接触し実際に信号が出るまでの時間のばらつきや、タッチセンサとＮＣ装置間の電子部品におけるばらつき等によって前記の差が生じる。この差を補正するため、一般にタッチセンサの補正量として、工具オフセット値を用いて、その機械特有の補正量を準備し、計測を行ったときに、その補正量を考慮してワーク寸法を算出している。

【０００４】図４で説明すると、主軸４で加工されたワークＷの外径を計測する場合、タッチセンサの取付けられたタレット（図示せず）を移動させて、タッチセンサの接触子９ａがワークＷの両側に順次接触したときの座標値Ｘ₁，Ｘ₂を読み取る。Ｏは機械原点を示す。この座標値Ｘ₁，Ｘ₂の差から接触子９ａの直径φを差し引いた値Ｘ_m＝Ｘ₂−Ｘ₁−φの値が計測値である。このとき、ワークＷの加工すべき外径寸法（マスタワークの外径をマイクロメータで計測した値）がＸ_Mであるとすると、（Ｘ_m−Ｘ_M）の値が「０」になるように、その機械特有の補正量Ｘ_OFFを求め、計測値を補正する必要がある。

【０００５】この補正量Ｘ_OFFを、Ｘ_OFF＝Ｘ_m−Ｘ_Mとして求め、タッチセンサの補正量（校正値）として記憶する作業が校正（キャリブレーション）と称され、タッチセンサを取付けたときに一度行う。以降の連続加工中の計測では、このＸ_OFF値を差し引いた値を計測値として取り扱う。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、長時間連続運転すると、熱変位の影響や、素子の温度ドリフト等によって、校正値Ｘ_OFFの値を変化させなせければ、正しい計測値が得られなくなる。すなわち、校正値Ｘ_OFFの校正が必要になる。しかし、マスタワークを用いる方法では、主軸に対する着脱や搬送の時間が必要になるため、校正作業を頻繁に行うと、生産性が大きく低下するという問題が生じる。

【０００７】この考案の目的は、運転途中における校正動作を能率良く行える旋盤の機内計測装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この考案の構成を実施例に対応する図１と共に説明する。この考案は、主軸チャック（４ａ）に保持されたワーク（Ｗ）に、刃物台（５）に設けられたセンサ（９）を接触させてワーク（Ｗ）の寸法を計測する機内計測装置において、校正基準治具（２２）を主軸チャック（４ａ）に設けたものである。

【０００９】

【作用】

この構成によると、刃物台（５）のセンサ（９）を校正基準治具（２２）に接触させてこの治具（２２）の寸法を測定し、予め設定した真値と比較することなどにより、前記センサ（９）によるワーク計測値を補正すべき校正値を得ることができる。校正基準治具（２２）は主軸チャック（４ａ）に設けられているため、着脱や移動の行程が不要であり、またワーク（Ｗ）を主軸チャック（４ａ）に把持したままで校正作業が行える。

【００１０】

【実施例】

この考案の一実施例を図１ないし図３に基づいて説明する。図１の一部に機構部分の概略平面図を示すように、旋盤本体１は、ベッド２に主軸台３を介して主軸４を設置し、ベッド２のレール７上にタレットスライド６を横（Ｘ軸方向）送り可能に設置してある。主軸４は、ワークＷを把持する主軸チャック４ａが取付けられている。なお、旋盤本体１の上方には主軸チャック４ａに対してワークＷを着脱して所定の給排位置へ搬送するガントリローダ等のローダ（図示せず）が設けてある。

【００１１】タレットスライド６には、刃物台であるタレット５が前後（Ｚ軸方向）移動可能で、かつ割出回転可能に搭載され、タレット５の外周の各工具ステーションに、バイトや回転工具等の工具８とタッチセンサ９とが取付けられている。タレットスライド６のＸ方向の送りは、Ｘ軸サーボモータ１０と送りねじとで行われ、タレット５のＺ軸方向の進退はＺ軸サーボモータ１１と送りねじとで行われる。各サーボモータ１０，１１は、パルスコーダからなる位置検出器１０ａ，１１ａを有している。

【００１２】この旋盤の機内計測装置は、タッチセンサ９と各軸サーボモータ１０，１１の位置検出器１０ａ，１１ａとでワークＷの寸法を機内計測するものであり、その校正を行うための校正基準治具２２を主軸チャック４ａに設けたことを特徴とする。主軸チャック４ａは、図３に示すようにスクロール式のチャック爪２３をチャック本体の前面に有するものであり、校正基準治具２２はチャック本体の前面に固定されて、内外の側面２２ａ，２２ｂがいずれも主軸チャック４ａの回転中心と同心の円筒面になる所定厚さの円筒片に形成されている。

【００１３】図１と共に制御系を説明する。ＮＣ装置１２は、ＮＣ機能部とプログラマブルコントローラ機能部とを備えたものであり、その演算制御部で構成される加工プログラム実行手段１３により、加工プログラム１４を実行してサーボコントローラ１５の軸送り指令の出力を行う。加工プログラム実行手段１３は、工具オフセット補正手段１６を有し、オフセット記憶部１７に記憶されたＸ軸およびＺ軸のオフセット値に応じて、Ｘ軸サーボモータ１０およびＺ軸サーボモータ１１に対する軸送り指令値を補正する。

【００１４】計測サイクル制御プログラム１８は、ＮＣコードで記述されて加工プログラム実行手段１３により加工プログラム１４と同様に実行されるものであり、その制御内容として、ワーク測定動作の他に校正動作等を行わせる各プログラムが記述されている。すなわち、計測サイクル制御プログラム１８には、ワーク寸法測定手段１９と、校正基準治具測定手段２０と、修正校正値演算手段２１と、真値比較手段２４とを各々構成するプログラムが記述されている。これら各手段１９〜２１，２４は、これらのプログラムと、その実行手段である加工プログラム実行手段１３とで各々構成される。

【００１５】ワーク寸法測定手段１９は、タッチセンサ９が主軸４のワークＷの外径面にＸ軸方向の両側から順次当たるようにタレット５をスキップ移動させると共に、タッチセンサ９がオンしたときの各軸座標値を、各軸サーボモータ１０，１１の位置検出器１０ａ，１１ａの検出値から取り込み、所定部分の寸法計測値を演算する手段である。ワーク寸法測定手段２７には測定値補正手段２５が設けてある。

【００１６】ＮＣ装置１２には、この他にマスタワーク測定手段３０が設けられ、かつパラメータの記憶エリアとして、基準校正値記憶手段３１と、ワーク真値記憶手段２８と、校正基準治具真値記憶手段２９とが設けられている。前記各手段の機能の詳細は、後に動作説明と共に行う。

【００１７】上記構成の動作を、図２の流れ図に従って説明する。まず、タッチセンサ９の取付時に１回だけ、次のようにマスタワークの寸法測定を行う。すなわち、主軸チャック４ａにマスタワークを把持させて、マスタワークの外径寸法を測定し、その測定値と真値との差を、機械個別の基準校正値ＯＦＦ₁として基準校正値記憶手段３１に記憶する（Ｓ１）。

【００１８】寸法測定は、ワーク寸法測定手段１９による測定の場合と同様に、タッチセンサ９をマスタワークに接触させて、オンしたときの位置検出器１０ａの座標値を取り込むことにより行う。比較する真値には、ワーク真値記憶手段２８に設定された値を使用する。マスタワークは、予めマイクロメータ等より必要寸法を計測して特別に高精度に加工したワークである。図１のマスタワーク測定手段３０は、このような動作を行わせる手段である。

【００１９】この後は、計測サイクル毎に図１の計測サイクル制御プログラム１８からなる図２のステップＳ２〜Ｓ９の動作を繰り返し、校正の後にワーク径の測定を行う。すなわち、加工プログラム１４による旋盤の連続運転の途中で、設定時に計測指令が行われる（Ｓ２）。この計測指令があると、校正基準治具測定手段２０により、校正基準治具２２の両面間の厚さｄ（図３）がタッチセンサ９により測定され、その測定値と真値との差が、温度変化等による補助校正値ＯＦＦ₂として、補助校正値記憶手段２６に記憶される（Ｓ３）。比較する真値には、校正基準治具真値記憶手段２９に設定された値が使用される。この例では、測定する厚さｄに、タッチセンサ９の接触子９ａの直径を含む値としてあるが、その場合は設定する真値にも接触子９ａの直径分を加算しておき、相殺する。

【００２０】測定した補助校正値ＯＦＦ₂は、修正校正値演算手段２１により基準校正値ＯＦＦ₁に加え、修正校正値ＯＦＦ₀として記憶する（Ｓ４）。なお、前記の補助校正値ＯＦＦ₂は、校正基準治具２２の厚さとワーク径との比等に応じて、適宜の係数を掛けた値としても良い。この後、実際のワークＷの測定をワーク寸法測定手段１９の指令によりタッチセンサ９で行い（Ｓ５）、測定値を修正校正値ＯＦＦ₀で補正して真の測定結果とする（Ｓ６）。

【００２１】補正後のワーク径測定値は、真値比較手段２４によりワーク真値記憶手段２８の設定真値と比較され（Ｓ７）、その差分がＯＫ／ＮＧ判断手段２７により、設定許容量内であるか否かを判断される（Ｓ８）。許容範囲内であるときは、その差分がオフセット値記憶手段１７に転送され、許容範囲外であるときは、アラームを発生させてオペレータを呼ぶ。

【００２２】この機内計測装置によると、このように主軸チャック４ａに校正基準治具２２を設けたので、校正基準治具２２の測定により得られた運転状況による補助校正値ＯＦＦ₂で機械個別の基準校正値ＯＦＦ₁を修正した修正校正値ＯＦＦ₀により測定値の補正が行える。そのため、精度の良い機内計測が行えて加工精度が向上する。しかも、校正基準治具２２は主軸チャック４ａに取付けてあるため、別の箇所に準備したマスタワークを主軸チャック４ａに把持させて測定を行う場合と異なり、マスタワークの移動や着脱等の時間が不要であり、校正動作を短時間で実行できる。そのため、計測サイクル毎に校正を行っても、サイクルタイムの損失が少なく、計測サイクル毎の校正が実現できる。

【００２３】また、この実施例では校正基準治具２２は、主軸チャック４ａと同心の円筒面に形成してあるため、主軸４の停止時の割出角度にずれがあっても、正確な測定が行える。

【００２４】なお、前記実施例ではワーク測定用のセンサとしてオンオフ出力のみを得るタッチセンサ９を用いたが、差動トランス等の測定量が出力されるセンサを用いても良い。

【００２５】

【考案の効果】この考案の旋盤の機内計測装置は、校正基準治具を主軸チャックに設けたため、マスタワークを用いる場合のような移動や着脱の時間が不要であり、短時間で校正を行い、加工精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の概念構成を示すブロック
図である。

【図２】その校正および機内計測動作の流れ図である。

【図３】同旋盤の主軸チャックの概略正面図である。

【図４】その計測動作の説明図である。

【符号の説明】

４…主軸、４ａ…主軸チャック、５…タレット（刃物
台）、６…タレットスライド、８…工具、９…タッチセ
ンサ、１０，１１…サーボモータ、１０ａ，１１ａ…位
置検出器、１２…ＮＣ装置、１３…加工プログラム実行
手段、１６…工具オフセット補正手段、１８…計測サイ
クル制御プログラム、１９…ワーク寸法測定手段、２０
…校正基準治具測定手段、２１…修正校正値演算手段、
２２…校正基準治具、ＯＦＦ₁…基準校正値、ＯＦＦ₂
…補助校正値、ＯＦＦ₃…修正校正値、Ｗ…ワーク

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】主軸チャックに保持されたワークに、刃
物台に設けられたセンサを接触させ、前記ワークの寸法
を計測する機内計測装置において、前記センサを接触さ
せて校正用の測定値を得るための校正基準治具を前記主
軸チャックに設けたことを特徴とする旋盤の機内計測装
置。