JPH07124849A - 工作機械における工具取付位置の補正装置およびその補正方法 - Google Patents
工作機械における工具取付位置の補正装置およびその補正方法Info
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- JPH07124849A JPH07124849A JP27227793A JP27227793A JPH07124849A JP H07124849 A JPH07124849 A JP H07124849A JP 27227793 A JP27227793 A JP 27227793A JP 27227793 A JP27227793 A JP 27227793A JP H07124849 A JPH07124849 A JP H07124849A
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- work
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Abstract
(57)【要約】
【目的】工作機械における加工精度の向上を図る。
【構成】所定の工具３が選択されると、補正データＨに
基づいて選択した工具３が装着された主軸２が、ワーク
ＷＫが所望の寸法に至るまでの所定のテスト用の寸法に
加工される位置Ｐに位置決めされ、最初のテスト加工が
行われる。つぎに、所定の工具３によりワークＷＫがテ
スト用寸法に加工された後に、タッチセンサ４を主軸２
に装着し、この主軸２が、タッチセンサ４がワークに接
触するまで移動される。つぎに、タッチセンサ４がワー
クＷＫに接触したことを検出した時点の検出位置Ｐに基
づいてワークＷＫの寸法が演算される。つぎに、演算さ
れたワーク寸法とテスト用寸法との偏差に基づいて補正
データＨが更新される。つぎに、更新された補正データ
Ｈ´に基づいて選択した所定の工具３が装着された主軸
２が、ワークＷＫが所望の寸法に加工される位置に位置
決めされ、最終的な仕上げ加工がなされる。そして、更
新された補正データＨ´が、次回の加工作業において同
じ所定の工具３が選択された際に、使用される。
基づいて選択した工具３が装着された主軸２が、ワーク
ＷＫが所望の寸法に至るまでの所定のテスト用の寸法に
加工される位置Ｐに位置決めされ、最初のテスト加工が
行われる。つぎに、所定の工具３によりワークＷＫがテ
スト用寸法に加工された後に、タッチセンサ４を主軸２
に装着し、この主軸２が、タッチセンサ４がワークに接
触するまで移動される。つぎに、タッチセンサ４がワー
クＷＫに接触したことを検出した時点の検出位置Ｐに基
づいてワークＷＫの寸法が演算される。つぎに、演算さ
れたワーク寸法とテスト用寸法との偏差に基づいて補正
データＨが更新される。つぎに、更新された補正データ
Ｈ´に基づいて選択した所定の工具３が装着された主軸
２が、ワークＷＫが所望の寸法に加工される位置に位置
決めされ、最終的な仕上げ加工がなされる。そして、更
新された補正データＨ´が、次回の加工作業において同
じ所定の工具３が選択された際に、使用される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は工作機械における工具取
付位置の補正装置およびその補正方法に関し、特に加工
作業中に発生する工具取付位置の誤差を除去して加工作
業を精度よく行うことができる補正装置および補正方法
に関する。
付位置の補正装置およびその補正方法に関し、特に加工
作業中に発生する工具取付位置の誤差を除去して加工作
業を精度よく行うことができる補正装置および補正方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、工作機械への工具の取付けは以下
のように行われていた。すなわち、複数の工具のそれぞ
れに設けられたメモリ（ＩＤ素子と呼ばれている）のそ
れぞれに、工作機械の主軸の位置（工具取付位置）を補
正する補正データを記憶しておく。そして、行おうとす
る加工作業に適合した工具を、これら複数の工具の中か
ら選択し、この選択した工具を主軸に装着する。そし
て、この選択した工具のメモリから補正データを読み出
して、この読み出された補正データに基づいて選択した
工具が装着された主軸を、ワークが所望の寸法に加工さ
れる位置に位置決めするようにしている。
のように行われていた。すなわち、複数の工具のそれぞ
れに設けられたメモリ（ＩＤ素子と呼ばれている）のそ
れぞれに、工作機械の主軸の位置（工具取付位置）を補
正する補正データを記憶しておく。そして、行おうとす
る加工作業に適合した工具を、これら複数の工具の中か
ら選択し、この選択した工具を主軸に装着する。そし
て、この選択した工具のメモリから補正データを読み出
して、この読み出された補正データに基づいて選択した
工具が装着された主軸を、ワークが所望の寸法に加工さ
れる位置に位置決めするようにしている。
【０００３】ここで、上記補正データは加工作業前の段
取り時において取得される。
取り時において取得される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記工
具の段取り時に所得した補正データを使用して工具の位
置決めを行い、加工作業を行ったとしても、所望の寸法
（所定の仕上公差）に精度よくワークを加工することが
できない場合がある。
具の段取り時に所得した補正データを使用して工具の位
置決めを行い、加工作業を行ったとしても、所望の寸法
（所定の仕上公差）に精度よくワークを加工することが
できない場合がある。
【０００５】すなわち、加工精度は、図５に示すような
誤差δ1〜δ5に影響を受けるとともに、工具（バイト）
３の刃先の摩耗、工作機械の各部の熱変位、取り代によ
る工具３のたわみ等のその他の誤差δ6に影響を受け
る。ここで、 δ1：工作機械の基準取付位置と工具３の実際の取付位
置との間の誤差 δ2：工具３の傾斜 δ3：工具３の中心と工具３の刃先位置との間の距離の
誤差 δ4：工作機械の位置決め誤差 δ5：テーブル回転時の振れ である。しかも、こうした誤差δ1〜δ6は、実際に工作
機械が稼働している加工作業中に発生し変動することが
多い。
誤差δ1〜δ5に影響を受けるとともに、工具（バイト）
３の刃先の摩耗、工作機械の各部の熱変位、取り代によ
る工具３のたわみ等のその他の誤差δ6に影響を受け
る。ここで、 δ1：工作機械の基準取付位置と工具３の実際の取付位
置との間の誤差 δ2：工具３の傾斜 δ3：工具３の中心と工具３の刃先位置との間の距離の
誤差 δ4：工作機械の位置決め誤差 δ5：テーブル回転時の振れ である。しかも、こうした誤差δ1〜δ6は、実際に工作
機械が稼働している加工作業中に発生し変動することが
多い。
【０００６】したがって、従来技術にあっては段取り時
の補正データをそのまま使用しているため、加工作業中
に発生、変動する上記誤差δ1〜δ6を除去することがで
きずに、加工を精度よく行うことができないこととなっ
ていた。
の補正データをそのまま使用しているため、加工作業中
に発生、変動する上記誤差δ1〜δ6を除去することがで
きずに、加工を精度よく行うことができないこととなっ
ていた。
【０００７】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、加工作業中に上記誤差δ1〜δ6を捕らえ、こ
れにより補正データをさらに更新して使用することで、
加工作業を精度よく行わせることを目的とするものであ
る。
のであり、加工作業中に上記誤差δ1〜δ6を捕らえ、こ
れにより補正データをさらに更新して使用することで、
加工作業を精度よく行わせることを目的とするものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明の主た
る発明では、複数の工具のそれぞれに対応して工作機械
の主軸の位置を補正する補正データを記憶しておき、加
工作業に応じて前記複数の工具の中から所定の工具を選
択し、該選択した工具を前記主軸に装着するとともに、
前記選択した工具に対応する前記補正データに基づいて
前記選択した工具が装着された主軸を、ワークが所望の
寸法に加工される位置に位置決めする工作機械におい
て、前記ワークに接触したことを検出するとともに、前
記主軸に装着自在のタッチセンサと、前記主軸の移動位
置を検出する位置検出手段とを具え、さらに、前記所定
の工具が選択された際に、前記補正データに基づいて前
記選択した工具が装着された主軸を、前記ワークが前記
所望の寸法に至るまでの所定のテスト用の寸法に加工さ
れる位置に位置決めし、前記所定の工具により前記ワー
クを前記テスト用寸法に加工した後に、前記タッチセン
サを前記主軸に装着し、該主軸を前記タッチセンサが前
記ワークに接触するまで移動させ、前記タッチセンサが
前記ワークに接触したことを検出した時点の前記位置検
出手段の出力に基づいて前記ワークの寸法を演算し、前
記演算したワーク寸法と前記テスト用寸法との偏差に基
づいて前記補正データを更新し、前記更新された補正デ
ータに基づいて前記選択した工具が装着された主軸を、
前記ワークが前記所望の寸法に加工される位置に位置決
めし、前記ワークを所望の寸法に加工させる、制御手段
を具え、前記更新された補正データを記憶しておき、次
回の加工作業において前記所定の工具が選択された際
に、前記記憶された更新データを使用するようにしてい
る。
る発明では、複数の工具のそれぞれに対応して工作機械
の主軸の位置を補正する補正データを記憶しておき、加
工作業に応じて前記複数の工具の中から所定の工具を選
択し、該選択した工具を前記主軸に装着するとともに、
前記選択した工具に対応する前記補正データに基づいて
前記選択した工具が装着された主軸を、ワークが所望の
寸法に加工される位置に位置決めする工作機械におい
て、前記ワークに接触したことを検出するとともに、前
記主軸に装着自在のタッチセンサと、前記主軸の移動位
置を検出する位置検出手段とを具え、さらに、前記所定
の工具が選択された際に、前記補正データに基づいて前
記選択した工具が装着された主軸を、前記ワークが前記
所望の寸法に至るまでの所定のテスト用の寸法に加工さ
れる位置に位置決めし、前記所定の工具により前記ワー
クを前記テスト用寸法に加工した後に、前記タッチセン
サを前記主軸に装着し、該主軸を前記タッチセンサが前
記ワークに接触するまで移動させ、前記タッチセンサが
前記ワークに接触したことを検出した時点の前記位置検
出手段の出力に基づいて前記ワークの寸法を演算し、前
記演算したワーク寸法と前記テスト用寸法との偏差に基
づいて前記補正データを更新し、前記更新された補正デ
ータに基づいて前記選択した工具が装着された主軸を、
前記ワークが前記所望の寸法に加工される位置に位置決
めし、前記ワークを所望の寸法に加工させる、制御手段
を具え、前記更新された補正データを記憶しておき、次
回の加工作業において前記所定の工具が選択された際
に、前記記憶された更新データを使用するようにしてい
る。
【０００９】
【作用】かかる構成によれば、所定の工具が選択される
と、補正データに基づいて選択した工具が装着された主
軸が、ワークが所望の寸法に至るまでの所定のテスト用
の寸法に加工される位置に位置決めされ、最初のテスト
加工が行われる。つぎに、所定の工具によりワークがテ
スト用寸法に加工された後に、タッチセンサを主軸に装
着し、この主軸が、タッチセンサがワークに接触するま
で移動される。つぎに、タッチセンサがワークに接触し
たことを検出した時点の検出位置に基づいてワークの寸
法が演算される。つぎに、演算されたワーク寸法とテス
ト用寸法との偏差に基づいて補正データが更新される。
つぎに、更新された補正データに基づいて選択した所定
の工具が装着された主軸が、ワークが所望の寸法に加工
される位置に位置決めされ、最終的な仕上げ加工がなさ
れる。そして、更新された補正データが、次回の加工作
業において同じ所定の工具が選択された際に、使用され
る。
と、補正データに基づいて選択した工具が装着された主
軸が、ワークが所望の寸法に至るまでの所定のテスト用
の寸法に加工される位置に位置決めされ、最初のテスト
加工が行われる。つぎに、所定の工具によりワークがテ
スト用寸法に加工された後に、タッチセンサを主軸に装
着し、この主軸が、タッチセンサがワークに接触するま
で移動される。つぎに、タッチセンサがワークに接触し
たことを検出した時点の検出位置に基づいてワークの寸
法が演算される。つぎに、演算されたワーク寸法とテス
ト用寸法との偏差に基づいて補正データが更新される。
つぎに、更新された補正データに基づいて選択した所定
の工具が装着された主軸が、ワークが所望の寸法に加工
される位置に位置決めされ、最終的な仕上げ加工がなさ
れる。そして、更新された補正データが、次回の加工作
業において同じ所定の工具が選択された際に、使用され
る。
【００１０】以上のように、加工作業中に補正データが
さらに修正、更新され、この更新された補正データを使
用して仕上げ加工がなされるので、加工を精度よく行う
ことができる。
さらに修正、更新され、この更新された補正データを使
用して仕上げ加工がなされるので、加工を精度よく行う
ことができる。
【００１１】
【実施例】以下図面を参照して本発明に係る工作機械に
おける工具取付位置の補正装置およびその補正方法の実
施例について説明する。
おける工具取付位置の補正装置およびその補正方法の実
施例について説明する。
【００１２】図１は実施例の全体構成を示すブロック図
である。
である。
【００１３】同図に示すように、この実施例装置は、大
きくは、図示せぬ公知のＡＴＣ（自動工具交換装置）に
よってマガジンに格納されている複数種類の工具３、３
´…の中から作業に適合した工具３を選択し、これを工
作機械１の主軸２に装着して旋削加工作業を行う工作機
械１と、この工作機械１を駆動制御するコントローラで
あるＮＣ装置７とから構成されている。
きくは、図示せぬ公知のＡＴＣ（自動工具交換装置）に
よってマガジンに格納されている複数種類の工具３、３
´…の中から作業に適合した工具３を選択し、これを工
作機械１の主軸２に装着して旋削加工作業を行う工作機
械１と、この工作機械１を駆動制御するコントローラで
あるＮＣ装置７とから構成されている。
【００１４】工作機械１は、工具（バイト）３が装着さ
れた主軸２が水平方向に移動自在となっており（垂直方
向にも移動可能となっている）、また、ワークＷＫはテ
ーブル５上に載置されており、このテーブル５は回転自
在となっている。
れた主軸２が水平方向に移動自在となっており（垂直方
向にも移動可能となっている）、また、ワークＷＫはテ
ーブル５上に載置されており、このテーブル５は回転自
在となっている。
【００１５】よって、所定位置に主軸２が位置決めされ
ると、その位置に固定された工具３は、テーブル５の回
転に応じて回転するワークＷＫを、工具３の取付位置、
つまりは主軸２の移動位置に応じた所定の寸法に旋削加
工することができる。たとえば、旋削加工によりワーク
ＷＫに所定の直径の穴を形成することができる。
ると、その位置に固定された工具３は、テーブル５の回
転に応じて回転するワークＷＫを、工具３の取付位置、
つまりは主軸２の移動位置に応じた所定の寸法に旋削加
工することができる。たとえば、旋削加工によりワーク
ＷＫに所定の直径の穴を形成することができる。
【００１６】ここで、主軸２には、水平方向軸Ｘの移動
位置Ｐ（Ｘ軸座標位置）を検出するセンサ（たとえば、
インダクトシン、リニアスケールが使用される）が設け
られており、この主軸２の検出位置ＰはＮＣ装置７に加
えられる。
位置Ｐ（Ｘ軸座標位置）を検出するセンサ（たとえば、
インダクトシン、リニアスケールが使用される）が設け
られており、この主軸２の検出位置ＰはＮＣ装置７に加
えられる。
【００１７】また、上記マガジンに格納される工具３、
３´…の中には、ワークＷＫに接触したことを検出する
センサ部と、一般的なバイト等の工具３、３´と同様
に、主軸２に装着する部材であるシャンク部とを有した
タッチセンサ４が含まれている。したがって、このタッ
チセンサ４はバイト等の工具３、３´と同様にＡＴＣに
よって自動的に主軸２に装着され、また自動的に主軸２
から脱着される。
３´…の中には、ワークＷＫに接触したことを検出する
センサ部と、一般的なバイト等の工具３、３´と同様
に、主軸２に装着する部材であるシャンク部とを有した
タッチセンサ４が含まれている。したがって、このタッ
チセンサ４はバイト等の工具３、３´と同様にＡＴＣに
よって自動的に主軸２に装着され、また自動的に主軸２
から脱着される。
【００１８】同図１の破線の囲み部分で示すように、主
軸２にタッチセンサ４が装着され、主軸２が矢印Ｂない
しはＢ´に示されるように所要に移動されると、タッチ
センサ４の球形状の先端部４ａがワークＷＫに接触す
る。この接触した時点でタッチセンサ４のセンサ部は、
接触したことを示すトリガ信号（スキップ信号）Ｔを出
力し、これをＮＣ装置７に加える。
軸２にタッチセンサ４が装着され、主軸２が矢印Ｂない
しはＢ´に示されるように所要に移動されると、タッチ
センサ４の球形状の先端部４ａがワークＷＫに接触す
る。この接触した時点でタッチセンサ４のセンサ部は、
接触したことを示すトリガ信号（スキップ信号）Ｔを出
力し、これをＮＣ装置７に加える。
【００１９】タッチセンサ４を除く上記マガジンに格納
される複数種類の工具３、３´…のそれぞれは、後述す
る補正値Ｈを示す補正データＨ等を記憶するメモリ（い
わゆるＩＤ素子）を有している。
される複数種類の工具３、３´…のそれぞれは、後述す
る補正値Ｈを示す補正データＨ等を記憶するメモリ（い
わゆるＩＤ素子）を有している。
【００２０】この補正データＨは、加工作業前の段取り
時に、従来技術と同様にして取得されており、上記メモ
リに記憶、格納されている。ＮＣ装置７は後述するよう
にして補正データＨを更新し、この更新したデータＨ´
により工具３、３´のメモリを書き換える処理を行う。
時に、従来技術と同様にして取得されており、上記メモ
リに記憶、格納されている。ＮＣ装置７は後述するよう
にして補正データＨを更新し、この更新したデータＨ´
により工具３、３´のメモリを書き換える処理を行う。
【００２１】ここで、上記タッチセンサ４のセンサ部の
検出原理について図２を用いて説明する。
検出原理について図２を用いて説明する。
【００２２】すなわち、同図２から明かなように、タッ
チセンサ４が矢印Ｅ方向に移動されて、先端部４ａがワ
ークＷＫの壁面に接触すると、これに応じてスタイラス
８が傾動する。すると、接触子８ｂが傾斜して、接触子
８ｂがスイッチ９の接点９ａ、９ｂに接触する。この時
点で回路１０が閉路、つまりスイッチ９がオンされる。
回路１０が閉路されると、コイルが付勢されてアンプ１
１を介して上記トリガ信号ＴがＮＣ装置７に加えられ
る。
チセンサ４が矢印Ｅ方向に移動されて、先端部４ａがワ
ークＷＫの壁面に接触すると、これに応じてスタイラス
８が傾動する。すると、接触子８ｂが傾斜して、接触子
８ｂがスイッチ９の接点９ａ、９ｂに接触する。この時
点で回路１０が閉路、つまりスイッチ９がオンされる。
回路１０が閉路されると、コイルが付勢されてアンプ１
１を介して上記トリガ信号ＴがＮＣ装置７に加えられ
る。
【００２３】さて、図４は、工作機械１が行う加工作業
の工程を順を追って示したものである。なお、この実施
例では、最終的には目標値Ｄp2（＝φ３１５（０〜＋
０．０２５の公差））の直径の穴を旋削加工する場合を
想定している（図４（ｅ））。すなわち、まず、穴径が
φ３００のワークＷＫが素材としてテーブル５上に載置
され（同図（ａ））、荒加工用の工具３´が使用され、
ワークＷＫが荒加工用の目標値である直径Ｄp0（＝φ３
１４．５）となるように旋削される（同図（ｂ））。
の工程を順を追って示したものである。なお、この実施
例では、最終的には目標値Ｄp2（＝φ３１５（０〜＋
０．０２５の公差））の直径の穴を旋削加工する場合を
想定している（図４（ｅ））。すなわち、まず、穴径が
φ３００のワークＷＫが素材としてテーブル５上に載置
され（同図（ａ））、荒加工用の工具３´が使用され、
ワークＷＫが荒加工用の目標値である直径Ｄp0（＝φ３
１４．５）となるように旋削される（同図（ｂ））。
【００２４】つぎに、仕上げ用の工具３に装着し直さ
れ、テストカットの目標値である直径Ｄp1（＝φ３１
４．７５）となるよう、ワークＷＫが旋削される（同図
（ｃ））。このように中仕上げ工程を終えたら、最終的
な目標値である直径Ｄp2（＝φ３１５．０１２５）とな
るよう、ワークＷＫが旋削される（同図（ｄ））。この
ように仕上げ工程が終了すると、最終的に所望の寸法の
完成品が得られる（同図（ｅ））。
れ、テストカットの目標値である直径Ｄp1（＝φ３１
４．７５）となるよう、ワークＷＫが旋削される（同図
（ｃ））。このように中仕上げ工程を終えたら、最終的
な目標値である直径Ｄp2（＝φ３１５．０１２５）とな
るよう、ワークＷＫが旋削される（同図（ｄ））。この
ように仕上げ工程が終了すると、最終的に所望の寸法の
完成品が得られる（同図（ｅ））。
【００２５】ここで、実施例では、上記中仕上工程（同
図（ｃ））と仕上げ工程（同図（ｄ））との間で、工具
３のメモリに記憶された補正データＨの内容を更新する
処理を行い、この更新された補正データＨ´を使用して
仕上げ工程を行うようにしている。
図（ｃ））と仕上げ工程（同図（ｄ））との間で、工具
３のメモリに記憶された補正データＨの内容を更新する
処理を行い、この更新された補正データＨ´を使用して
仕上げ工程を行うようにしている。
【００２６】以下、この更新処理を含む上記中仕上げ工
程以降の処理について図６および図７を併せ参照して説
明する。
程以降の処理について図６および図７を併せ参照して説
明する。
【００２７】すなわち、ＮＣコントローラ７内のＣＰＵ
では、中仕上げ加工工程（以下テストカット工程とい
う）に移行された際に、図６に示すプログラムが起動さ
れて、まず、仕上げ用の工具３の選定がなされる（ステ
ップ１０１）。すると、工具３が上記マガジンから取り
出されて、主軸２に装着される。このとき、工具３のメ
モリから補正データＨが読み出される（ステップ１０
２）。
では、中仕上げ加工工程（以下テストカット工程とい
う）に移行された際に、図６に示すプログラムが起動さ
れて、まず、仕上げ用の工具３の選定がなされる（ステ
ップ１０１）。すると、工具３が上記マガジンから取り
出されて、主軸２に装着される。このとき、工具３のメ
モリから補正データＨが読み出される（ステップ１０
２）。
【００２８】そして、補正データＨ（＝０．５ｍｍ）に
基づいて選択した工具３が装着された主軸２をＸ軸方向
に所要に移動させ、穴径を上記テストカット時の目標値
Ｄp1にする位置に位置決めする（ステップ１０３）。し
かるのち、テーブル５が回転され、テストカット（図４
（ｃ））が行われる（ステップ１０４）。
基づいて選択した工具３が装着された主軸２をＸ軸方向
に所要に移動させ、穴径を上記テストカット時の目標値
Ｄp1にする位置に位置決めする（ステップ１０３）。し
かるのち、テーブル５が回転され、テストカット（図４
（ｃ））が行われる（ステップ１０４）。
【００２９】このようにしてテストカットがなされる
と、タッチセンサ４による穴径Ｄの計測（ステップ１０
５）および工具補正値Ｈの修正（ステップ１０６）がな
される。これらの処理は図７に示される。
と、タッチセンサ４による穴径Ｄの計測（ステップ１０
５）および工具補正値Ｈの修正（ステップ１０６）がな
される。これらの処理は図７に示される。
【００３０】すなわち、上記工具３が主軸２から脱着さ
れるとともに、マガジンからタッチセンサ４が取り出さ
れて、これが主軸２に装着される（ステップ２０１）。
そして、タッチセンサ４の先端部４ａがワークＷＫに接
触するまで、主軸２が移動される（ステップ２０２〜２
０４）。
れるとともに、マガジンからタッチセンサ４が取り出さ
れて、これが主軸２に装着される（ステップ２０１）。
そして、タッチセンサ４の先端部４ａがワークＷＫに接
触するまで、主軸２が移動される（ステップ２０２〜２
０４）。
【００３１】ここで、ワークＷＫの内壁にタッチセンサ
４の先端部４ａが接触する様子を、それぞれ上面図およ
び側面断面図にて示した図３の（ａ）、（ｂ）並びに前
出した図２を併せ参照して説明する。
４の先端部４ａが接触する様子を、それぞれ上面図およ
び側面断面図にて示した図３の（ａ）、（ｂ）並びに前
出した図２を併せ参照して説明する。
【００３２】まず、ＮＣ装置７は、スタイラス８の中心
８ａを、ワークＷＫ中心から５０ｍｍだけ半径方向に離
間した位置に位置させて（図２参照）、「この位置より
移動速度３０ｍｍ／ｍｉｎで１３ｍｍだけ（図２矢印Ｅ
参照）移動せよ」とのコマンドを与える（ステップ２０
２）。すると、タッチセンサ４はＢ方向に移動され、位
置センサ６から出力される位置信号ＰをＮＣ装置７は逐
次取り込む（ステップ２０３；図３（ｂ）参照）。
８ａを、ワークＷＫ中心から５０ｍｍだけ半径方向に離
間した位置に位置させて（図２参照）、「この位置より
移動速度３０ｍｍ／ｍｉｎで１３ｍｍだけ（図２矢印Ｅ
参照）移動せよ」とのコマンドを与える（ステップ２０
２）。すると、タッチセンサ４はＢ方向に移動され、位
置センサ６から出力される位置信号ＰをＮＣ装置７は逐
次取り込む（ステップ２０３；図３（ｂ）参照）。
【００３３】やがて、先端部４ａが上記コマンドに示さ
れる１３ｍｍよりも手前の位置でワークＷＫ内壁に接触
する（ステップ２０４；図２参照）。
れる１３ｍｍよりも手前の位置でワークＷＫ内壁に接触
する（ステップ２０４；図２参照）。
【００３４】このようにして先端部４ａがワークＷＫ内
壁に接触すると、スイッチ９がオンされトリガ信号Ｔが
ＮＣ装置７に入力される。この結果、ＮＣ装置７内部に
おいて上記トリガ信号Ｔは上記コマンドを別のつぎのコ
マンドにスキップさせるスキップ信号として作用する
（ステップ２０５）。
壁に接触すると、スイッチ９がオンされトリガ信号Ｔが
ＮＣ装置７に入力される。この結果、ＮＣ装置７内部に
おいて上記トリガ信号Ｔは上記コマンドを別のつぎのコ
マンドにスキップさせるスキップ信号として作用する
（ステップ２０５）。
【００３５】スキップ信号Ｔがオンされると、このとき
の位置センサ６の出力が座標位置Ｐとしてメモリのアド
レス＃１に記憶される（ステップ２０６）。
の位置センサ６の出力が座標位置Ｐとしてメモリのアド
レス＃１に記憶される（ステップ２０６）。
【００３６】つぎに、２点の位置が検出されたか否かが
判断される。すなわち、最初は、タッチセンサ４がＢ方
向に移動され、ワークＷＫのＦ点の位置Ｐが検出、記憶
されることとなり、いまだ対向側の点Ｇが検出、記憶さ
れていない場合には（ステップ２０７の判断ＮＯ；図３
（ａ）、（ｂ）参照）、手順はステップ２０３に移行さ
れて、上述したのと同様の処理が実行されてタッチセン
サ４を反対側のＸ軸マイナス方向であるＢ´方向に移動
させ同様の処理が実行され、ワークＷＫのＧ点の位置Ｐ
´がメモリのアドレス＃２に記憶される（図３（ａ）、
（ｂ）参照）。このようにしてワークＷＫの直径方向の
２点Ｆ、Ｇの位置が検出、記憶されると（ステップ２０
７の判断ＹＥＳ）、つぎに、この直径方向に対して直交
する直径方向の２点Ｉ、Ｊの位置を検出すべく、図３
（ｃ）に示すごとくテーブル５によりワークＷＫが９０
°回転される（ステップ２０８）。
判断される。すなわち、最初は、タッチセンサ４がＢ方
向に移動され、ワークＷＫのＦ点の位置Ｐが検出、記憶
されることとなり、いまだ対向側の点Ｇが検出、記憶さ
れていない場合には（ステップ２０７の判断ＮＯ；図３
（ａ）、（ｂ）参照）、手順はステップ２０３に移行さ
れて、上述したのと同様の処理が実行されてタッチセン
サ４を反対側のＸ軸マイナス方向であるＢ´方向に移動
させ同様の処理が実行され、ワークＷＫのＧ点の位置Ｐ
´がメモリのアドレス＃２に記憶される（図３（ａ）、
（ｂ）参照）。このようにしてワークＷＫの直径方向の
２点Ｆ、Ｇの位置が検出、記憶されると（ステップ２０
７の判断ＹＥＳ）、つぎに、この直径方向に対して直交
する直径方向の２点Ｉ、Ｊの位置を検出すべく、図３
（ｃ）に示すごとくテーブル５によりワークＷＫが９０
°回転される（ステップ２０８）。
【００３７】以下、上記ステップ２０３〜ステップ２０
７と同様の処理が実行され（ステップ２０９〜ステップ
２１３）、最終的にワークＷＫの直径方向の２点Ｆ、Ｇ
およびこの直径方向に対して直交する直径方向の２点
Ｉ、Ｊの位置の合計４点の位置が検出される。点Ｉの座
標位置はメモリのアドレス＃３に記憶され、点Ｊの座標
位置はメモリのアドレス＃４に記憶される（ステップ２
１３の判断ＹＥＳ；図３（ｃ）、（ｄ）参照）。
７と同様の処理が実行され（ステップ２０９〜ステップ
２１３）、最終的にワークＷＫの直径方向の２点Ｆ、Ｇ
およびこの直径方向に対して直交する直径方向の２点
Ｉ、Ｊの位置の合計４点の位置が検出される。点Ｉの座
標位置はメモリのアドレス＃３に記憶され、点Ｊの座標
位置はメモリのアドレス＃４に記憶される（ステップ２
１３の判断ＹＥＳ；図３（ｃ）、（ｄ）参照）。
【００３８】こうして、ワークＷＫの４点の位置が求め
られると、メモリからこれら４点の位置が読み出され
て、各直径方向ごとに直径Ｄ、Ｄ´が演算される。
られると、メモリからこれら４点の位置が読み出され
て、各直径方向ごとに直径Ｄ、Ｄ´が演算される。
【００３９】すなわち、ここで、タッチセンサ４の先端
部の直径がＲ（＝５ｍｍ）であるととすると、２点Ｆ、
Ｇについての直径Ｄは、図３（ｂ）から明かなように、
Ｄ＝＃１に記憶された位置データ（Ｐ）−＃２に記憶さ
れた 位置データ（Ｐ´）＋Ｒ（＝５ｍｍ）−Ｓ …（１） のようにして求められる。ここで、Ｓは所定の修正変数
である。
部の直径がＲ（＝５ｍｍ）であるととすると、２点Ｆ、
Ｇについての直径Ｄは、図３（ｂ）から明かなように、
Ｄ＝＃１に記憶された位置データ（Ｐ）−＃２に記憶さ
れた 位置データ（Ｐ´）＋Ｒ（＝５ｍｍ）−Ｓ …（１） のようにして求められる。ここで、Ｓは所定の修正変数
である。
【００４０】同様にして２点Ｉ、Ｊについての直径Ｄ´
は、 Ｄ＝＃３のデータ−＃４のデータ＋Ｒ−Ｓ …（２） と求められる（ステップ２１４）。
は、 Ｄ＝＃３のデータ−＃４のデータ＋Ｒ−Ｓ …（２） と求められる（ステップ２１４）。
【００４１】こうして各直径Ｄ、Ｄ´が演算されると、
つぎにこれらの平均値Ｄaが、 Ｄa＝（Ｄ＋Ｄ´）／２ …（３） と求められる（ステップ２１５）。こうして得られた
（３）式の直径Ｄaがテストカット工程における実際の
ワークＷＫの穴径であり、上記テストカット工程におけ
る目標値Ｄp1に対する偏差が、 Ｄp1（＝φ３１４．７５）−Ｄa（＝φ３１４．７３）＝Ｑ （＝０．０２ｍｍ） …（４） と求められ、得られたＱが補正値Ｈを修正するための修
正値とされる（ステップ２１６）。
つぎにこれらの平均値Ｄaが、 Ｄa＝（Ｄ＋Ｄ´）／２ …（３） と求められる（ステップ２１５）。こうして得られた
（３）式の直径Ｄaがテストカット工程における実際の
ワークＷＫの穴径であり、上記テストカット工程におけ
る目標値Ｄp1に対する偏差が、 Ｄp1（＝φ３１４．７５）−Ｄa（＝φ３１４．７３）＝Ｑ （＝０．０２ｍｍ） …（４） と求められ、得られたＱが補正値Ｈを修正するための修
正値とされる（ステップ２１６）。
【００４２】つぎに現在使用している工具３が原点Ｋに
対してマイナス側かプラス側であるかが判断される（ス
テップ２１７）。そして、テストカット工程で使用した
補正値Ｈが読み出され、たとえば上記ステップ２１７に
おいて工具３が原点Ｋに対してマイナス側に位置されて
いるとすると、この補正値Ｈに対して上記（４）式の修
正値Ｑを使用して以下の修正、 Ｈ（＝０．５ｍｍ）−Ｑ（＝０．０２ｍｍ）＝Ｈ´（０．４８ｍｍ） …（５） がなされ、新たな補正値Ｈ´が求められる。上記（５）
式は、工具３は原点Ｋに対してマイナス側であるので加
工径を０．０２ｍｍ大きくするには、修正前補正値Ｈ
（＝０．５ｍｍ）から０．０２ｍｍ差し引く必要がある
ということを意味している。新たな補正値Ｈ´は所定の
メモリに記憶される（ステップ２１９）。
対してマイナス側かプラス側であるかが判断される（ス
テップ２１７）。そして、テストカット工程で使用した
補正値Ｈが読み出され、たとえば上記ステップ２１７に
おいて工具３が原点Ｋに対してマイナス側に位置されて
いるとすると、この補正値Ｈに対して上記（４）式の修
正値Ｑを使用して以下の修正、 Ｈ（＝０．５ｍｍ）−Ｑ（＝０．０２ｍｍ）＝Ｈ´（０．４８ｍｍ） …（５） がなされ、新たな補正値Ｈ´が求められる。上記（５）
式は、工具３は原点Ｋに対してマイナス側であるので加
工径を０．０２ｍｍ大きくするには、修正前補正値Ｈ
（＝０．５ｍｍ）から０．０２ｍｍ差し引く必要がある
ということを意味している。新たな補正値Ｈ´は所定の
メモリに記憶される（ステップ２１９）。
【００４３】以上のようにして新たな補正値Ｈ´が求め
られると、タッチセンサ４は主軸から脱着され、マガジ
ンに格納され（ステップ２２０）、手順は図６のステッ
プ１０７に移行される。
られると、タッチセンサ４は主軸から脱着され、マガジ
ンに格納され（ステップ２２０）、手順は図６のステッ
プ１０７に移行される。
【００４４】そして、修正された補正データＨ´がメモ
リから読みされる（ステップ１０７）。そして、テスト
カット工程時に使用した工具３が再びマガジンから取り
出されて、主軸２に装着され、上記修正データＨ´（＝
０．４８ｍｍ）に基づいて工具３が装着された主軸２を
Ｘ軸方向に所要に移動させ、穴径を仕上げ工程における
目標値Ｄp2にする位置に位置決めする（ステップ１０
８）。しかるのち、テーブル５が回転され、仕上げ工程
（図４（ｄ））が行われる。ここで、工具３について
は、修正前の補正値Ｈに対して、加工作業中に発生、変
動した種々の誤差δ1〜δ6の影響を除去する修正がなさ
れた補正値Ｈ´を使用しての位置決めがなされている。
したがって、精度よく仕上げ加工を行うことができる
（ステップ１０９）。
リから読みされる（ステップ１０７）。そして、テスト
カット工程時に使用した工具３が再びマガジンから取り
出されて、主軸２に装着され、上記修正データＨ´（＝
０．４８ｍｍ）に基づいて工具３が装着された主軸２を
Ｘ軸方向に所要に移動させ、穴径を仕上げ工程における
目標値Ｄp2にする位置に位置決めする（ステップ１０
８）。しかるのち、テーブル５が回転され、仕上げ工程
（図４（ｄ））が行われる。ここで、工具３について
は、修正前の補正値Ｈに対して、加工作業中に発生、変
動した種々の誤差δ1〜δ6の影響を除去する修正がなさ
れた補正値Ｈ´を使用しての位置決めがなされている。
したがって、精度よく仕上げ加工を行うことができる
（ステップ１０９）。
【００４５】こうして、加工作業が終了すると、上記補
正データＨ´によって工具３のメモリ（ＩＤ素子）の補
正データが書き換え、更新される。
正データＨ´によって工具３のメモリ（ＩＤ素子）の補
正データが書き換え、更新される。
【００４６】したがって、次回に同じ工具３を使用して
加工作業を行う場合は、上記更新データＨ´を使用し
て、より精度よくワークＷＫを加工することができるよ
うになる。
加工作業を行う場合は、上記更新データＨ´を使用し
て、より精度よくワークＷＫを加工することができるよ
うになる。
【００４７】なお、同じワークＷＫを連続して加工する
際には、一度更新されたデータＨ´をさらに更新するこ
とはせずに、最初に得られた更新データＨ´をそのまま
使用して仕上げ加工を行うようにしてもよい。たとえ
ば、２回目の同一ワークの加工作業時には図６のＭに示
すようにステップ１０７から開始させ、テストカット工
程を経ることなく前回の更新データＨ´を使用して仕上
げ加工を行うようにすることができる。
際には、一度更新されたデータＨ´をさらに更新するこ
とはせずに、最初に得られた更新データＨ´をそのまま
使用して仕上げ加工を行うようにしてもよい。たとえ
ば、２回目の同一ワークの加工作業時には図６のＭに示
すようにステップ１０７から開始させ、テストカット工
程を経ることなく前回の更新データＨ´を使用して仕上
げ加工を行うようにすることができる。
【００４８】なお実施例では所定直径の穴を形成する旋
削加工について説明したが、本発明としては所定寸法に
ワークを加工するあらゆる加工作業に適用可能である。
削加工について説明したが、本発明としては所定寸法に
ワークを加工するあらゆる加工作業に適用可能である。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加工作業中に発生、変動する誤差を捕らえ、これにより
補正データをさらに更新して工具を工作機械に取り付け
るようにしたので、加工の精度が飛躍的に向上する。
加工作業中に発生、変動する誤差を捕らえ、これにより
補正データをさらに更新して工具を工作機械に取り付け
るようにしたので、加工の精度が飛躍的に向上する。
【図１】図１は本発明にかかる工作機械における工具取
付位置の補正装置およびその補正方法の実施例の全体構
成を示すブロック図である。
付位置の補正装置およびその補正方法の実施例の全体構
成を示すブロック図である。
【図２】図２は図１に示すタッチセンサの検出原理を示
す図である。
す図である。
【図３】図３（ａ）ないし（ｄ）は図１に示すタッチセ
ンサがワークの内壁に接触する様子を示す図である。
ンサがワークの内壁に接触する様子を示す図である。
【図４】図４（ａ）ないし（ｅ）は実施例における加工
工程を示す図である。
工程を示す図である。
【図５】図５は加工精度に影響を与える誤差を説明する
ために用いた図である。
ために用いた図である。
【図６】図６は、図１に示すＮＣ装置のＣＰＵで行われ
る処理手順を示すフローチャートである。
る処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は図６のステップ１０５およびステップ１
０６について詳しく説明するフローチャートである。
０６について詳しく説明するフローチャートである。
１ 工作機械 ２ 主軸 ３ 工具 ４ タッチセンサ ７ ＮＣ装置 ＷＫ ワーク
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の工具のそれぞれに対応して工
作機械の主軸の位置を補正する補正データを記憶してお
き、加工作業に応じて前記複数の工具の中から所定の工
具を選択し、該選択した工具を前記主軸に装着するとと
もに、前記選択した工具に対応する前記補正データに基
づいて前記選択した工具が装着された主軸を、ワークが
所望の寸法に加工される位置に位置決めする工作機械に
おいて、 前記ワークに接触したことを検出するとともに、前記主
軸に装着自在のタッチセンサと、 前記主軸の移動位置を検出する位置検出手段とを具え、
さらに、 前記所定の工具が選択された際に、前記補正データに基
づいて前記選択した工具が装着された主軸を、前記ワー
クが前記所望の寸法に至るまでの所定のテスト用の寸法
に加工される位置に位置決めし、 前記所定の工具により前記ワークを前記テスト用寸法に
加工した後に、前記タッチセンサを前記主軸に装着し、
該主軸を前記タッチセンサが前記ワークに接触するまで
移動させ、 前記タッチセンサが前記ワークに接触したことを検出し
た時点の前記位置検出手段の出力に基づいて前記ワーク
の寸法を演算し、 前記演算したワーク寸法と前記テスト用寸法との偏差に
基づいて前記補正データを更新し、 前記更新された補正データに基づいて前記選択した工具
が装着された主軸を、前記ワークが前記所望の寸法に加
工される位置に位置決めし、前記ワークを所望の寸法に
加工させる、 制御手段を具え、前記更新された補正データを記憶して
おき、次回の加工作業において前記所定の工具が選択さ
れた際に、前記記憶された更新データを使用するように
した工作機械における工具取付位置の補正装置。 - 【請求項２】 前記補正データは、工具に設けられ
たメモリに記憶されるものであり、前記更新された補正
データは、加工作業終了後に当該メモリに記憶される請
求項１記載の工作機械における工具取付位置の補正装
置。 - 【請求項３】 複数の工具のそれぞれに対応して工
作機械の主軸の位置を補正する補正データを記憶してお
き、加工作業に応じて前記複数の工具の中から所定の工
具を選択し、該選択した工具を前記主軸に装着するとと
もに、前記選択した工具に対応する前記補正データに基
づいて前記選択した工具が装着された主軸を、ワークが
所望の寸法に加工される位置に位置決めする工作機械に
おいて、 前記所定の工具が選択された際に、前記補正データに基
づいて前記選択した工具が装着された主軸を、前記ワー
クが前記所望の寸法に至るまでの所定のテスト用の寸法
に加工される位置に位置決めする第１の位置決め行程
と、 前記所定の工具により前記ワークを前記テスト用寸法に
加工した後に、タッチセンサを前記主軸に装着し、該主
軸を前記タッチセンサが前記ワークに接触するまで移動
させるタッチセンサ移動行程と、 前記タッチセンサが前記ワークに接触したことを検出し
た時点の前記主軸の位置に基づいて前記ワークの寸法を
演算するワーク寸法演算行程と、 前記演算したワーク寸法と前記テスト用寸法との偏差に
基づいて前記補正データを更新する補正データ更新行程
と、 前記更新された補正データに基づいて前記選択した工具
が装着された主軸を、前記ワークが前記所望の寸法に加
工される位置に位置決めする第２の位置決め行程と、 加工作業終了後に、前記更新された補正データを記憶す
る記憶行程とを具え、次回の加工作業において前記所定
の工具が選択された際に、前記記憶された更新データを
使用するようにした工作機械における工具取付位置の補
正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27227793A JPH07124849A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 工作機械における工具取付位置の補正装置およびその補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27227793A JPH07124849A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 工作機械における工具取付位置の補正装置およびその補正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07124849A true JPH07124849A (ja) | 1995-05-16 |
Family
ID=17511615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27227793A Pending JPH07124849A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 工作機械における工具取付位置の補正装置およびその補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07124849A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005113180A1 (en) * | 2004-05-21 | 2005-12-01 | Marposs Societa' Per Azioni | Apparatus for automatically detecting the position of the cutting tool in the computerized numerically controlled lathe |
| US8065941B2 (en) | 2002-11-29 | 2011-11-29 | Marposs Societa' Per Azioni | Tool compensating device for the computerized numerically controlled machine tool |
| US8069756B2 (en) | 2002-11-29 | 2011-12-06 | Marposs Societa' Per Azioni | Apparatus for automatically detecting the position of the cutting tool in the computerized numerically controlled lathe |
| JP2015055954A (ja) * | 2013-09-11 | 2015-03-23 | 株式会社アマダマシンツール | 研削加工機及びその方法 |
| JP2016124079A (ja) * | 2015-01-06 | 2016-07-11 | 中村留精密工業株式会社 | 旋削工具及び真球加工方法 |
| JP2017205865A (ja) * | 2016-04-08 | 2017-11-24 | クリンゲルンベルク・アクチェンゲゼルシャフトＫｌｉｎｇｅｌｎｂｅｒｇ ＡＧ | ギヤ切削機械の機械ジオメトリを測定する方法並びにギヤ切削機械、測定デバイスおよびソフトウェアモジュールを備えた装置 |
| JP2019091447A (ja) * | 2017-11-10 | 2019-06-13 | コイロ ベズィッツ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー エーデーファウ−ディーンストライストゥングス コマンデイトゲゼルシャフト | 工作機械、特に鋸盤、及び、工作機械を最適運転するためのシステム |
| CH714509A1 (fr) * | 2017-12-22 | 2019-06-28 | Willemin Macodel Sa | Méthode de mesure dimensionnelle d'une pièce et outil de mesure pour mettre en oeuvre la méthode. |
| JP2020144729A (ja) * | 2019-03-08 | 2020-09-10 | 中村留精密工業株式会社 | 工具交換時自動補正機能を備えた工作機械 |
| JP2021088024A (ja) * | 2019-12-04 | 2021-06-10 | ファナック株式会社 | 数値制御装置、及び制御方法 |
-
1993
- 1993-10-29 JP JP27227793A patent/JPH07124849A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8065941B2 (en) | 2002-11-29 | 2011-11-29 | Marposs Societa' Per Azioni | Tool compensating device for the computerized numerically controlled machine tool |
| US8069756B2 (en) | 2002-11-29 | 2011-12-06 | Marposs Societa' Per Azioni | Apparatus for automatically detecting the position of the cutting tool in the computerized numerically controlled lathe |
| WO2005113180A1 (en) * | 2004-05-21 | 2005-12-01 | Marposs Societa' Per Azioni | Apparatus for automatically detecting the position of the cutting tool in the computerized numerically controlled lathe |
| CN100462166C (zh) * | 2004-05-21 | 2009-02-18 | 马波斯S.P.A.公司 | 自动检测计算机控制数控车床中的切削工具位置的设备 |
| JP2015055954A (ja) * | 2013-09-11 | 2015-03-23 | 株式会社アマダマシンツール | 研削加工機及びその方法 |
| JP2016124079A (ja) * | 2015-01-06 | 2016-07-11 | 中村留精密工業株式会社 | 旋削工具及び真球加工方法 |
| JP2017205865A (ja) * | 2016-04-08 | 2017-11-24 | クリンゲルンベルク・アクチェンゲゼルシャフトＫｌｉｎｇｅｌｎｂｅｒｇ ＡＧ | ギヤ切削機械の機械ジオメトリを測定する方法並びにギヤ切削機械、測定デバイスおよびソフトウェアモジュールを備えた装置 |
| JP2019091447A (ja) * | 2017-11-10 | 2019-06-13 | コイロ ベズィッツ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー エーデーファウ−ディーンストライストゥングス コマンデイトゲゼルシャフト | 工作機械、特に鋸盤、及び、工作機械を最適運転するためのシステム |
| CH714509A1 (fr) * | 2017-12-22 | 2019-06-28 | Willemin Macodel Sa | Méthode de mesure dimensionnelle d'une pièce et outil de mesure pour mettre en oeuvre la méthode. |
| JP2020144729A (ja) * | 2019-03-08 | 2020-09-10 | 中村留精密工業株式会社 | 工具交換時自動補正機能を備えた工作機械 |
| JP2021088024A (ja) * | 2019-12-04 | 2021-06-10 | ファナック株式会社 | 数値制御装置、及び制御方法 |
| JP2024098998A (ja) * | 2019-12-04 | 2024-07-24 | ファナック株式会社 | 数値制御装置、及び制御方法 |
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