JPH11123632A - 工具測定機およびｎｃ工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＮＣ工作機械の機械特性誤差を考慮に入れた
工具補正量を求める。 【解決手段】 ＮＣ工作機械に用いられる工具の工具補
正量を測定する工具測定機にあって、ＮＣ工作機械に用
いられる工具の工具補正量を測定し、この工具補正量を
保持する工具補正量測定手段１と、工具補正量を測定さ
れる工具が用いられるＮＣ工作機械の機械特性誤差を取
り込む機械特性誤差取り込み手段２と、前記工具補正量
測定手段に保持されている前記工具補正量と前記機械特
性誤差取り込み手段に取り込まれている前記機械特性誤
差とから新たな工具補正量を演算する工具補正量演算手
段３と、新たな工具補正量を外部記録媒体または前記Ｎ
Ｃ工作機械に出力する工具補正量出力手段４とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＣ工作機械の機
械特性誤差を考慮に入れた工具補正量を求めることがで
きる工具測定機およびＮＣ工作機械の機械特性誤差を考
慮に入れ工具の位置制御を行って工作するＮＣ工作機械
に関する。

【０００２】

【従来の技術】数値制御工作機械（以下、ＮＣ工作機械
という）における工具の位置制御においては、用いる工
具の工具補正量を予め求め、その値を考慮して制御して
いる。工具補正量は、工具をＮＣ工作機械に取り付けた
ときに、その刃先位置が基準工具（マスター工具）の基
準位置からずれる量である。このズレは、工具の製造誤
差、磨耗、工具のホルダーへの取り付け誤差によって発
生する。

【０００３】まず、工具補正量の定義と補正の必要性を
図１０および図１１を用いてＮＣ旋盤を例にとって説明
する。図１０は工具補正量の定義図である。３１はマス
ター工具で、この工具３１により加工を行った場合、被
切削物に対して所望の寸法を得ることができる仮想の工
具である。３２は切削工具で、ＮＣ旋盤に取り付けて実
際に被切削物の切削を行う工具である。図では、マスタ
ー工具３１と切削工具３２のズレの例を示している。こ
こで、ＮＣ旋盤に取り付けた際に生ずるマスター工具３
１と切削工具３２とのＸ軸方向のズレ量ΔＸをＸ軸補正
量３５と定義し、Ｚ軸方向のズレ量ΔＺをＺ軸補正量３
６と定義する。

【０００４】図１１はマスター工具および切削工具３２
による被切削物の加工図である。３３はマスター工具３
１にて加工された所望形状の被切削物で、２点鎖線でそ
の正面図を示している。３４は工具補正を行うことなく
切削工具３２にて加工された被切削物で、実線でその正
面図を示している。

【０００５】ＮＣ旋盤の各工具取付面は、マスター工具
３１により加工した場合に、２点鎖線で示した所望形状
の被切削物が得られるように調整されている。

【０００６】ＮＣ旋盤に、Ｘ軸補正量３５およびＺ軸補
正量３６を設定することなく、切削工具３２にて加工を
行った場合、被切削物は、Ｘ軸方向にズレ量ΔＸ分およ
びＺ軸方向にズレ量ΔＺ分がズレた状態で切削され、所
望形状の被切削物とは寸法が異なる被切削物３４とな
る。通常、被切削物は複数の工具により切削されるた
め、工具補正を行わないで加工を行った場合、各工具の
Ｘ軸補正量３５およびＺ軸補正量３６が累積誤差となっ
て、さらに寸法の異なった被切削物の形状となる。

【０００７】従って、所望形状の被切削物を得るために
は、使用する全工具のＸ軸補正量３５およびＺ軸補正量
３６を測定し、ＮＣ旋盤の各工具の位置調整に反映する
必要がある。

【０００８】次に、従来の工具補正量測定方法を図１２
および図１３を用いて説明する。図１２は従来の工具測
定機の正面図である。３８は切削工具３２を保持するテ
ーブルで、Ｘ軸ハンドル４２の回動操作により、Ｘ軸方
向に移動可能となっており、その移動量は表示器３７に
表示される。また、テーブル３８は、Ｚ軸ハンドル４１
の回動操作により、Ｚ軸方向に移動可能となっており、
その移動量は表示器３７に表示される。テーブル３８に
は、切削工具３２を取り付けた工具ホルダー３９が取り
付けられる機構となっている。投影機４０は、テーブル
３８に取り付けたマスター工具および切削工具３２の刃
先を投影像として拡大表示することができる。

【０００９】図１３は工具補正量測定の概略図である。
５１はマスター工具３１（このマスター工具は工具ホル
ダー部分が一体となって構成されている）の刃先が拡大
表示された投影像である。５２は切削工具３２の刃先が
拡大表示された投影像である。投影像５１と投影像５２
のＸ軸方向のズレ量ΔＸがＸ軸補正量３５に、Ｚ軸方向
のズレ量ΔＺがＺ軸補正量３６に相当する。

【００１０】まず、テーブル３８にマスター工具３１を
取り付け、Ｘ軸ハンドル４２およびＺ軸ハンドル４１の
回動操作によりマスター工具３１をＸ方向およびＺ方向
に移動し、マスター工具３１の刃先が拡大表示された投
影像５１を投影機４０の中心点に合わせて、表示器３７
に表示されるＸ軸およびＺ軸の移動量の表示をゼロにリ
セットする。

【００１１】次に、前のリセットした位置のテーブル３
８からマスター工具３１を取り外し、このリセットした
位置で工具ホルダー３９に取り付けられた切削工具３２
をテーブル３８に取り付け、Ｘ軸ハンドル４２およびＺ
軸ハンドル４１を回動操作して切削工具３２をＸ軸およ
びＺ軸方向に移動し、切削工具３２の刃先が拡大表示さ
れた投影像５２を投影機４０の中心点に合わせる。この
とき、表示器３７に表示された値が、マスター工具３１
に対する切削工具３２のＸ軸補正量３５およびＺ軸補正
量３６となる。この値をメモに書き写し、ＮＣ旋盤に入
力する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、ＮＣ旋盤の機械特性誤差を考慮に入れていないた
め、寸法精度の極めて高い被切削物を加工する場合に
は、工具補正量を求めてその値による工具の位置制御を
行っても、加工した被切削物は所望の寸法精度にはなら
ず、よって工具の位置制御を工具補正量のみで行うこと
が意味をなさないという問題があった。この機械特性誤
差には工具取付面Ｘ軸誤差および工具取付面Ｚ誤差があ
り、以下に説明する。

【００１３】まず、図１４を用いて工具取付面Ｘ軸誤差
を説明する。図１４はＮＣ旋盤の主軸と工具および刃物
台の位置関係を示した説明図である。同図において４３
は工具を取り付ける刃物台、３４は被切削物、４４はＮ
Ｃ旋盤の主軸である。刃物台４３は外周に６面の工具取
付面ａ〜ｆを有し、各工具取付面ａ〜ｆにはマスター工
具または切削工具を取り付けた工具ホルダー３９を取り
付けることができる。図１４では工具取付面ｆに切削工
具３２を工具ホルダー３９を介して取り付けた状態を示
している。

【００１４】各工具取付面ａ〜ｆから刃物台回転中心４
６までの距離ａ′〜ｆ′は、精度の高いＮＣ旋盤であっ
ても、数μｍの誤差がある。この誤差を工具取付面Ｘ誤
差という。

【００１５】次に、図１５を用いて工具取付面Ｚ軸誤差
を説明する。図１５はＮＣ旋盤原点と刃物台の位置関係
を示した説明図である。同図において、４７はＮＣ旋盤
原点、４６は刃物台回転中心、４３は刃物台、４５は工
具ホルダー取り付け基準穴である。刃物台４３は外周に
６面の工具取付面ａ〜ｆを有し、各工具取付面ａ〜ｆに
は、切削工具を取り付けた工具ホルダーを工具ホルダー
取り付け基準穴４５を基準として取り付けることができ
る。各工具取り付け基準穴４５からＮＣ旋盤原点４７ま
での距離ａ”〜ｆ”は、精度の高いＮＣ旋盤であって
も、数μｍの誤差がある。この誤差を工具取付面Ｚ軸誤
差という。

【００１６】従来は、この工具取付面Ｘ軸誤差および工
具取付面Ｚ軸誤差を考慮せずに工具測定機で得た工具補
正量のみで切削工具の位置制御を行っていたため、工具
補正量を高精度で計測しても、所望の寸法精度の製品を
得ることができず、一度加工を行いその製品の寸法を計
測し、目標値とのズレ量を補正する作業を数度繰り返す
必要があり、ＮＣ旋盤の試削り回数および段取り時間の
改善ができず、よって工具補正量を求めてその値による
工具の位置制御を行うことが意味をなさない状況にあっ
た。

【００１７】以上、ＮＣ旋盤を例にとって従来技術を説
明したが、前記問題点はＮＣ旋盤に限らず他のＮＣ工作
機械にも共通している問題点であった。

【００１８】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、第１の目的は、ＮＣ工作機械の機械特性誤差を考
慮に入れた工具補正量を求めることができる工具測定機
を提供することであり、第２の目的は、ＮＣ工作機械の
機械特性誤差を考慮に入れて工具の位置制御を行うこと
ができるＮＣ工作機械を提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の工具測定機は、ＮＣ工作機械に
用いられる工具の工具補正量を測定する工具測定機にお
いて、ＮＣ工作機械に用いられる工具の工具補正量を測
定し、この工具補正量を保持する工具補正量測定手段
と、工具補正量を測定される工具が用いられるＮＣ工作
機械の機械特性誤差を取り込む機械特性誤差取り込み手
段と、前記工具補正量測定手段に保持されている前記工
具補正量と前記機械特性誤差取り込み手段に取り込まれ
ている前記機械特性誤差とから新たな工具補正量を演算
する工具補正量演算手段と、新たな工具補正量を外部記
録媒体または前記ＮＣ工作機械に出力する工具補正量出
力手段と、を備えたことを特徴としている。

【００２０】また、本発明の請求項２の工具測定機は、
請求項１の工具測定機において、前記機械特性誤差がＮ
Ｃ工作機械の工具取付面Ｘ軸誤差および工具取付面Ｚ軸
誤差であることを特徴としている。

【００２１】さらに、本発明の請求項３のＮＣ工作機械
は、工具測定機で測定された工具補正量をもとに工具の
位置を補正して工作するＮＣ工作機械において、工具測
定機で測定された工具補正量を記録保持する工具補正量
記録手段と、前記ＮＣ工作機械の機械特性誤差を記録保
持する機械特性誤差記録手段と、前記記録保持された工
具補正量と前記記録保持された記録特性誤差とから新た
な工具補正量を演算し新たな工具補正量を前記ＮＣ工作
機械の工具の位置を補正する手段に出力する補正量演算
手段と、を備えたことを特徴としている。

【００２２】そして、本発明の請求項４のＮＣ工作機械
は、請求項３のＮＣ工作機械において、前記機械特性誤
差が工具取付面Ｘ軸誤差および工具取付面Ｚ軸誤差であ
ることを特徴としている。

【００２３】図１は、本発明の請求項１の工具測定機を
説明する上での概念図である。工具補正量測定手段１
は、工具ホルダーに取り付けられた工具の測定位置とマ
スター工具の対応する位置とのズレ量を工具補正量とし
て測定し、表示し、保持しておく手段である。この手段
は、工具補正量を測定し、表示し、保持する機能があれ
ば良く、例えば従来の工具測定機では少なくとも工具補
正量を測定し、表示する機能があるので従来の工具測定
機に、工具補正量を保持する機能としては、表示の電気
回路の一部にメモリを含む工具補正量の記憶回路を追加
することによって実現できる。

【００２４】機械特性誤差取り込み手段２は、例えば機
械特性誤差をＮＣ工作機械からのオンラインによる取り
込み、またはフレキシブルディスクあるいはキーボード
からの入力などによる取り込みで実現できる。取り込ま
れた機械特性誤差は後の処理に供することができる形態
でメモリなどに保存されることは当然である。この手段
は、工具補正量測定手段１に用いる従来の工具測定機の
制御装置に機械特性誤差の記憶回路を追加してもよい
し、パーソナルコンピュータによっても実現することが
できる。

【００２５】工具補正量演算手段３は、工具補正量測定
手段１で保持されている工具補正量と、機械特性誤差取
り込み手段２で保持されている機械特性誤差とを読み取
り、Ｘ軸の新たな工具補正量＝Ｘ軸工具補正量＋機械特
性誤差（Ｘ軸成分の誤差）Ｚ軸の新たな工具補正量＝Ｚ
軸工具補正量＋機械特性誤差（Ｚ軸成分の誤差）のよう
に、ＮＣ工作機械に登録する新たな工具補正量を演算
し、その値を保持する。この手段は、工具補正量測定手
段１に用いる従来の工具測定機の制御装置に上記機能を
追加してもよいし、パーソナルコンピュータによっても
実現することができる。

【００２６】工具補正量出力手段４は、工具補正量演算
手段３で保持されている新たな工具補正量と、対応する
ＮＣ工作機械の番号、刃物台番号および工具取付面番号
等をＮＣ工作機械に入力する形態で出力する手段であ
る。その形態は、オンラインでのＮＣ工作機械への入力
またはフレキシブルディスク等の外部記憶媒体を介して
の入力、ＮＣ工作機械に設けられたキーを介しての人手
入力がある。本手段は、それぞれの状況に応じて、オン
ラインでのＮＣ工作機械への出力またはフレキシブルデ
ィスク等の外部記憶媒体への出力、ＮＣ工作機械に設け
られたキーを介しての人手入力に対応する印刷装置への
出力ができればよい。この手段は、工具補正量測定手段
に用いる従来の工具測定機の制御装置に上記機能を追加
してもよいし、パーソナルコンピュータによっても実現
することができる。

【００２７】以上述べた構成を有する工具測定機によれ
ば、新たな工具補正量がＮＣ工作機械の機械特性誤差を
補正できる値になっているので、新たな工具補正量をＮ
Ｃ工作機械に対して従来の工具補正量として用いれば、
従来のＮＣ工作機械に手を加えることなく、工具の位置
制御を精度よく行うことができる。

【００２８】図２は、本発明の請求項３のＮＣ工作機械
を説明する上での概念図である。工具補正量記録手段５
は入力された工具補正量を以降の手段で使える形態で記
録することができれば良く、例えば従来のＮＣ工作機械
における補正量の記録手段でもよい。もちろん工具補正
量を専用に記録する手段であってもよい。専用の記録す
る手段は、ＮＣ工作機械の制御装置にメモリを含む工具
補正量の記録回路を追加することによって実現できる
し、パーソナルコンピュータによっても実現できる。

【００２９】機械特性誤差記録手段６は、工具の位置制
御において補正すべきＮＣ工作機械の機械特性誤差を予
め測定しておき、それらの値を以降の手段で使える形態
で記録しておく手段である。この手段は、例えばＮＣ工
作機械の制御装置にメモリを含む機械特性誤差の記憶回
路を追加することによって実現できるし、パーソナルコ
ンピュータによっても実現することもできる。

【００３０】工具補正量演算手段７は、まず工具補正量
記録手段５の工具補正量と機械特性誤差記録手段６の機
械特性誤差とを読み取り、 Ｘ軸の新たな工具補正量＝Ｘ軸工具補正量＋機械特性誤
差（Ｘ軸成分の誤差） Ｚ軸の新たな工具補正量＝Ｚ軸工具補正量＋機械特性誤
差（Ｚ軸成分の誤差） のように、新たな工具補正量８を演算し、その値を保持
する。この手段では、例えば新たな工具補正量をＮＣ工
作機械の工具の位置を補正する手段に予め出力してもよ
いし、補正する手段からの要請があったときに出力して
もよい。この手段は、ＮＣ工作機械の制御装置に上記機
能を追加することによって実現できるし、パーソナルコ
ンピュータによっても実現することもできる。

【００３１】以上述べた構成を有するＮＣ工作機械によ
れば従来の工具補正量をさらに機械特性誤差で補正した
新たな工具補正量で工具の位置制御ができるので、従来
の工具測定機に手を加えることなく、より正確な工具の
位置制御を行うことができる。

【００３２】上記請求項１，３の発明におけるＮＣ工作
機械の機械特性誤差としては、従来の技術の項で説明し
た工具取付面Ｘ軸誤差と工具取付面Ｚ軸誤差の他、熱変
位誤差・ピッチ誤差・バッククラッシュ誤差・ロストモ
ーション等がある。実際の工具の位置制御においてこれ
らを全て考慮することは現実的でなく、効果のある誤差
を工具補正量演算手段３と工具補正量演算手段７で取り
扱い、機械特性誤差取り込み手段２と機械特性誤差記録
手段６ではその誤差を取り込み若しくは記録保存するこ
とが望ましい。中でも、特に影響が大きくその影響の仕
方が明確となっている請求項２，４の工具取付面Ｘ軸誤
差および工具取付面Ｚ軸誤差を工具補正量演算手段３と
工具補正量演算手段７で取り扱い、機械特性誤差取り込
み手段２と機械特性誤差記録手段６ではその誤差を取り
込み若しくは記録保存することにより少ない資源で効率
的で且つ従来より高精度の工具位置制御が行える。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る工具測定機お
よびＮＣ工作機械の実施の形態を図面に基づき説明す
る。 ［実施の形態１］本発明の実施の形態１の工具測定機を
図３〜図７に基づいて説明する。図３は工具測定機の構
成を示す概略図、図４はＮＣ旋盤の工具取付面Ｚ軸誤差
図、図５はＮＣ旋盤の工具取付面Ｘ軸誤差図、図６は工
具取付面誤差入力画面図、図７は工具補正量のフレキシ
ブルディスクへの出力様式例である。

【００３４】図３において、工具測定機は工具補正量測
定手段１とパーソナルコンピュータ（以下、パソコンと
いう）１０から構成されている。工具補正量測定手段１
は工具測定部１１と表示器１２とから構成されている。
工具測定部１１はテーブル１３と顕微鏡１４とから構成
されている。テーブル１３は、工具ホルダー１５を介し
てマスター工具または測定対象の工具が取り付けられる
機構となっており、図では測定対象の工具１６が取り付
けられた状態を示している。テーブル１３はＸ軸ハンド
ル１７およびＺ軸ハンドル１８のそれぞれの回動操作に
よりＸ軸およびＺ軸方向にそれぞれ移動することができ
る。テーブル１３のＸ軸およびＺ軸には、テーブル１３
の移動量をそれぞれ計測する図示されていないスケール
が接続されている。顕微鏡１４は、テーブル１３に取り
付けた工具の上方位置に配置され、工具の刃先が観察可
能となっている。

【００３５】表示器１２は、上記スケールと接続されて
おり、テーブル１３の移動量の表示とその移動量の保存
をすることができる。この表示器１２には、テーブル１
３のＸ軸およびＺ軸方向の移動量をそれぞれ表示するＸ
軸方向表示部１２ａとＺ軸方向表示部１２ｂが設けられ
るとともに、両表示部１２ａ，１２ｂの表示をゼロにす
るリセットボタン１９が設けられている。

【００３６】パソコン１０は、機械特性誤差取り込み手
段２、工具補正量演算手段３、工具補正量出力手段４を
有している。機械特性誤差取り込み手段２はパソコン１
０のキーボードとメモリーにより構成され、予め測定さ
れている機械特性誤差をキーボードからの入力による方
法で取り込みメモリーに保持する。工具補正量演算手段
３は、パソコン１０の演算装置により構成され、表示器
１２に接続されたケーブル２０により、表示器１２すな
わち工具補正量測定手段１に保持されている工具補正量
を読み取ることができる。また、工具補正量演算手段３
は、機械特性誤差取り込み手段２で保持されている機械
特性誤差を読み取り、読み取った工具補正量と機械特性
誤差から、ＮＣ工作機に登録する新たな工具補正量を演
算しその値を保持することができる。

【００３７】工具補正量出力手段４は、パソコン１０の
フレキシブル・ディスク・ドライブにより構成され、工
具補正量演算手段３で保持されている新たな工具補正量
と対応するＮＣ旋盤の番号、刃物台番号および工具取付
面番号をフレキシブルディスクに出力することによって
ＮＣ旋盤に情報を伝達することができる。

【００３８】以下に、本実施の形態の作用を説明する。
まず、工具取付面Ｚ軸誤差と工具取付面Ｘ軸誤差の測定
方法を図４および図５を参照して説明する。図４におい
て、２１はＮＣ旋盤の機械原点、２２はＮＣ旋盤の工具
を取り付ける刃物台で、刃物台２２はその外周に６面の
工具取付面Ａ〜Ｆを有している。２４は刃物台２２の回
転中心である。工具取付面Ａには工具を取り付ける工具
ホルダー取付基準穴２３が設けられている。工具取付面
Ｂ〜Ｆにも工具ホルダー取付基準穴２３と同様の工具ホ
ルダー取付基準穴が設けられているが不図示である。図
５において、ＡＸ１は機械原点２１から工具取付面Ａま
での距離である。同様に、機械原点２１から工具取付面
Ｂ〜Ｆまでのそれぞれの距離をＢＸ１〜ＦＸ１とする。
また、Ｘは距離ＡＸ１〜ＦＸ１を測定する際の基準距離
であり、機械原点２１に対し刃物台２２を移動調整して
基準位置にしたときの刃物台２２の回転中心２４との距
離である。

【００３９】図４において、ＡＺ１は機械原点２１から
の工具取付面Ａの工具ホルダー取付基準穴２３の中心点
までの距離である。同様に、機械原点２１からの工具取
付面Ｂ〜Ｆの工具ホルダー取付基準穴の中心点までのそ
れぞれの距離をＢＺ１〜ＦＺ１とする。Ｚは距離ＡＺ１
〜ＦＺ１を測定する際の基準距離であり、機械原点２１
に対し刃物台２２を移動調整して基準位置にしたときの
刃物台２２の端面との距離である。

【００４０】図４において、複数の同型ＮＣ旋盤の内の
１台（本実施の形態では機械番号１とする）の刃物台２
２の工具取付面Ａを基準とし、刃物台２２の他の工具取
付面Ｂ〜Ｆおよび他のＮＣ旋盤の刃物台の工具取付面と
工具取付面Ａとの差を測定する。この測定に際し、機械
番号１のＮＣ旋盤の機械原点２１に対し刃物台２２を基
準距離Ｚに移動させ、機械原点２１から工具ホルダー取
付基準穴２３の中心点までの距離ＡＺ１を測定する。つ
ぎに、刃物台２２の各工具取付面Ｂ〜Ｆを割り出し、機
械原点２１から各工具ホルダー取付基準穴までのそれぞ
れの距離ＢＺ１〜ＦＺ１を測定する。さらに他のＮＣ旋
盤について、それぞれのＮＣ旋盤の機械原点に対し各Ｎ
Ｃ旋盤の刃物台を基準距離Ｚに移動させ、機械原点から
刃物台の各工具取付面の中心までの距離ＡＺｎ〜ＦＺｎ
（ここでｎは機械番号）をそれぞれ測定する。ＢＺ１〜
ＦＺ１およびＡＺｎ〜ＦＺｎと基準にしたＡＺ１との差
が工具取付面Ｚ軸誤差である。

【００４１】図５において、工具取付面Ｚ軸誤差と同様
に機械番号１のＮＣ旋盤の刃物台２２の工具取付面Ａを
基準とし、刃物台２２の他の工具取付面Ｂ〜Ｆおよび他
のＮＣ旋盤の刃物台の工具取付面と工具取付面Ａとの差
を測定する。機械原点２１に対し刃物台２２を基準距離
Ｘに移動させ、原点２１から工具取付面Ａまでの距離Ａ
Ｘ１を測定する。つぎに、刃物台２２の各工具取付面Ｂ
〜Ｆを割り出し、機械原点２１から工具取付面Ｂ〜Ｆま
でのそれぞれの距離ＢＸ１〜ＦＸ１を測定する。さらに
他のＮＣ旋盤に対しても、刃物台を基準距離Ｘに移動
し、機械原点から刃物台の各取付面までの距離ＡＸｎ〜
ＦＸｎ（ここでｎは機械番号）を測定する。ＢＸ１〜Ｆ
Ｘ１およびＡＸｎ〜ＦＸｎを基準としたＡＸ１との差が
工具取付面Ｘ軸誤差である。

【００４２】なお、ＡＺ１およびＡＸ１にも機械誤差が
含まれるが、機械番号１のＮＣ旋盤の機械原点２１をＡ
Ｚ１およびＡＸ１にも機械誤差がゼロになるように調整
することで対応している。

【００４３】以上のように測定された工具取付面Ｘ軸誤
差および工具取付面Ｚ軸誤差は図６の様式でパソコン１
０のキーボードからの入力により、機械特性誤差取り込
み手段２で取り込まれ保持される。図６は、３台のＮＣ
旋盤１，２および３の機械特性誤差である各工具取付面
の工具取付面Ｘ軸誤差および工具取付面Ｚ軸誤差の例を
示すもので、これらの情報がパソコン１０のキーボード
からの入力により、機械特性誤差取り込み手段２で取り
込まれ保持される。工具取付面Ｘ軸誤差は、３台のＮＣ
旋盤とも、ＡＸ１〜ＦＣ１とＡＸ１との差で示されてい
る。また、工具取付面Ｚ軸誤差は、３台のＮＣ旋盤と
も、ＡＺ１〜ＦＺ１と基準となるＡＺ１との差で示され
ている。

【００４４】次に、工具補正量の測定を図３を参照して
説明する。マスター工具（基準工具）を工具測定部１１
のテーブル１３に取り付け、顕微鏡１４の視野中心に基
準工具の刃先が一致するように、Ｘ軸ハンドル１７およ
びＺ軸ハンドル１８を回動操作してテーブル１３を移動
させる。基準工具の刃先が顕微鏡１４の視野中心に一致
したときに表示器１２のＸ軸方向表示部１２ａおよびＺ
軸方向表示部１２ｂの表示をリセットボタン１９により
ゼロにリセットする。次に、基準工具を外し測定対象の
工具１６をテーブル１３に取り付け、Ｘ軸ハンドル１７
およびＺ軸ハンドル１８を回動操作し、顕微鏡１４の視
野中心に測定対象の工具１６の刃先が一致するようにテ
ーブル１３を移動させる。この時、表示器１２のＸ軸方
向表示部１２ａおよびＺ軸方向表示部１２ｂには、測定
対象の工具１６の移動量が表示されるので、基準工具と
測定対象の工具１６の刃先のズレ量が表示されることと
なり、顕微鏡１４の視野中心に測定対象の工具１６の刃
先が一致した時のズレ量が工具補正量となる。このＸ方
向のズレ量をＸ軸工具補正量、Ｚ方向のズレ量をＺ軸工
具補正量とする。顕微鏡１４の視野中心に測定対象の工
具１６の刃先が一致した時に、図示しないホールドボタ
ンを押すことによって、工具補正量が表示器１２に保持
される。

【００４５】次に、新たな工具補正量の演算について説
明する。工具補正量の測定に先立って、上記工具取付面
Ｘ軸誤差および工具取付面Ｚ軸誤差を図６の様式でキー
ボードからの入力により、機械特性誤差取り込み手段２
に取り込み保持する。

【００４６】工具補正量の測定を行った後、パソコン１
０のキーボードから工具補正量演算手段３に対し、測定
対象の工具１６がどのＮＣ旋盤のどの工具取付面に取り
付けられるかを指示する。工具補正量演算手段３はその
指示を受けたあと、表示器１２に保持された工具補正量
を読み取るとともに、機械特性誤差取り込み手段２に保
持されている機械特性誤差の中から測定対象の工具１６
が取り付けられるＮＣ旋盤の工具取付面の工具取付面Ｘ
軸誤差および工具取付面Ｚ軸誤差を読み取る。工具補正
量演算手段３は、読み取った工具補正量と工具取付面Ｘ
軸誤差および工具取付面Ｚ軸誤差から、新たな工具補正
量を次式から算出する。 Ｘ軸の新たな工具補正量＝Ｘ軸工具補正量＋工具取付面
Ｘ軸誤差 Ｚ軸の新たな工具補正量＝Ｚ軸工具補正量＋工具取付面
Ｚ軸誤差

【００４７】以上により得られた工具補正量は工具補正
量出力手段４により図７の様式でフレキシブルディスク
へ出力される。このフレキシブルディスクにより対応す
るＮＣ旋盤に新たな工具補正量が入力され、工具１６の
位置制御が行われる。図７は、工具補正量のフレキシブ
ルディスクへの出力様式例であり、様式は対応するＮＣ
旋盤によって規定されている。図７では、Ｏはプログラ
ム番号、Ｇはインクリメンタルの指令、Ｇ１０Ｌ１１は
工具に与えられている補正量を書き換えるという指令、
Ｐは工具の番号、Ｘ，Ｚはその補正量、ＭＯ２はプログ
ラムの終わりをそれぞれ意味している。このフレキシブ
ルディスクにより対応するＮＣ旋盤に新たな工具補正量
が入力され、工具の位置制御が行われる。

【００４８】本実施の形態の工具測定機によれば、工具
補正量と機械特性誤差を考慮に入れた新たな工具補正量
を従来の工具補正量として用いることによって、従来の
ＮＣ旋盤に手を加えることなく、工具の位置制御を行う
ことができる。

【００４９】［実施の形態２］本実施の形態を図２、図
８および図９に基づいて説明する。図２はＮＣ工作機械
の構成を示す概略図、図８は工具補正量の入力画面図、
図９は機械特性誤差の入力画面図である。

【００５０】図２において、工具補正量記憶手段５は、
ＮＣ工作機械のレジスタにより構成され、キーボードも
しくはフレキシブルディスクからの入力された工具補正
量を記録・保存することができる。機械特性誤差記録手
段６は、ＮＣ工作機械のレジスタにより構成され、キー
ボードもしくはフレキシブルディスクから入力された機
械特性誤差を記録・保存することができる。工具補正量
演算手段７は、ＮＣ工作機械の演算装置により構成さ
れ、工具補正量記憶手段５に記録・保存されている工具
補正量と、前記機械特性誤差記録手段６に記録・保存さ
れている機械特性誤差とから、新たな工具補正量の演算
を行うことができる。

【００５１】機械特性誤差（工具取付面Ｘ軸誤差および
工具取付面Ｚ軸誤差）の測定方法は、実施の形態１と同
一である。

【００５２】計測した機械特性誤差を、図９に示す画面
のように、各工具取付面毎に工具取付面Ｘ軸誤差・工具
取付面Ｚ軸誤差をキーボードもしくはフレキシブルディ
スクにより機械特性誤差記録手段６に入力を行う。

【００５３】また、図８に示す画面のように、各工具補
正量を各工具毎にＸ軸補正量・Ｚ軸補正量・ノーズＲ補
正量・仮想刃先点の位置（Ｔ）をキーボードもしくはフ
レキシブルディスクにより工具補正量記録手段５に入力
を行う。

【００５４】ＮＣ旋盤による加工時、工具補正量演算手
段７は、工具番号が呼び出されて工具補正がかけられる
タイミングで、図８に示したように入力され記録されて
いる該当工具番号の補正量（Ｘ軸、Ｚ軸）を工具補正量
記録手段５から読み出す。また、割り出されている工具
取付面の機械特性誤差を、図９に示すように入力され記
録されている機械特性誤差記録手段６から読み出す。工
具補正量演算手段７は、読み出した前記工具補正量と前
記機械特性誤差補正量から新たな工具補正量８を算出す
る。計算方法は、実施の形態１と同一である。新たな工
具補正量８を工具補正量として、該当工具に補正をか
け、工具の位置制御９を行う。

【００５５】本実施の形態のＮＣ工作機械によれば、従
来の工具測定機に手を加えることなく、従来の工具補正
量から機械特性誤差を考慮した新たな工具補正量が得ら
れるので、従来より正確な工具の位置制御を行うことが
できる。

【００５６】なお、上記した具体的実施の形態から次の
ような構成の技術的思想が導き出される。 （付記） （１）ＮＣ工作機械に用いられる工具の工具補正量を測
定する工具測定機において、ＮＣ工作機械に用いられる
複数の工具の工具補正量をそれぞれ測定し、この複数の
工具補正量を保持する工具補正量測定手段と、前記複数
の工具を取り付ける位置ごとのＮＣ工作機械の機械特性
誤差を取り込む機械特性誤差取り込み手段と、前記工具
補正量測定手段に保持されている前記複数の工具補正量
と前記機械特性誤差取り込み手段に取り込まれている前
記複数の機械特性誤差とから複数の工具ごとに新たな工
具補正量を演算する工具補正量演算手段と、新たな工具
補正量を外部記録媒体または前記ＮＣ工作機械に出力す
る工具補正量出力手段と、を備えたことを特徴とする工
具測定機。

【００５７】（２）工具測定機で測定された工具補正量
をもとに複数の工具の位置を補正して工作するＮＣ工作
機械において、工具測定機で測定された複数の工具補正
量を記録保持する工具補正量記録手段と、前記複数の取
り付け位置における前記ＮＣ工作機械の機械特性誤差を
それぞれ記録保持する機械特性誤差記録手段と、前記記
録保持された複数の工具補正量と前記記録保持された複
数の記録特性誤差とから複数の工具ごとに新たな工具補
正量を演算し新たな工具補正量を前記ＮＣ工作機械の複
数の工具の位置を補正する手段に出力する工具補正量演
算手段と、を備えたことを特徴とするＮＣ工作機械。

【００５８】付記（１）の工具測定機によれば、工具補
正量およびＮＣ工作機械の機械特性誤差を考慮した新た
な工具補正量により正確な工具の位置制御を行うことが
できる。また、被切削物を複数の工具を用いて加工する
際に、工具ごとに正確な位置制御を行うことができるの
で累積誤差が生ぜず、寸法精度の極めて高い製品を所望
形状に加工する位置制御を行うことができる。

【００５９】また、付記（２）のＮＣ工作機械によれ
ば、工具補正量およびＮＣ工作機械の機械特性誤差を考
慮した新たな工具補正量により正確な工具の位置制御を
行いつつ、被切削物の加工を行うことができる。また、
被切削物を複数の工具を用いて加工する際に、工具ごと
に正確な位置制御を行いつつ加工を行うことができる
の、複数の工具による累積誤差が生ぜず、寸法精度の極
めて高い製品を所望形状に加工することができる。

【００６０】

【発明の効果】本発明の請求項１および請求項２の工具
測定機によれば、工具補正量に加えてＮＣ工作機械の機
械特性誤差を考慮した新たな工具補正量を従来の工具補
正量として用いることによって、従来のＮＣ工作機械に
手を加えることなく、正確な工具の位置制御を行うこと
ができる。従って、従来のように工具補正のみを行い、
その工具で一度加工を行って得た製品を計測し、その計
測値と目標値とのズレ量を補正する作業を数度繰り返す
というＮＣ工作機械の試削り回数および段取り時間を改
善でき、求めた工具補正量による工具の位置制御が意味
をなさない、という問題点を解決した工具測定を行うこ
とができる。

【００６１】また、本発明の請求項３および請求項４の
ＮＣ工作機械によれば、従来の工具測定機に手を加える
ことなく、従来の工具補正量からＮＣ工作機械の機械特
性誤差を考慮した新たな工具補正量が得られるので、正
確な工具の位置制御を行いつつ加工を行うことができ
る。従って、従来のように工具補正のみを行い、その工
具で一度加工を行って得た製品を計測し、その計測値と
目標値とのズレ量を補正する作業を数度繰り返すという
ＮＣ工作機械の試削り回数および段取り時間を改善で
き、求めた工具補正量による工具の位置制御を行うこと
が意味をなさない、という問題点が解決して加工を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の工具測定機を示す概念図である。

【図２】本発明のＮＣ工作機械を示す概念図である。

【図３】本発明の実施の形態１の工具測定機を示す概略
図である。

【図４】本発明の実施の形態１のＮＣ旋盤工具取付面Ｚ
軸誤差を示す説明図である。

【図５】本発明の実施の形態１のＮＣ旋盤工具取付面Ｘ
軸誤差を示す説明図である。

【図６】本発明の実施の形態１の工具取付面誤差入力画
面を示す説明図である。

【図７】本発明の実施の形態１の工具補正量のフレキシ
ブルディスクへの出力様式例を示す説明図である。

【図８】本発明の実施の形態２の工具補正量入力画面を
示す説明図である。

【図９】本発明の実施の形態２の機械特性誤差入力画面
を示す説明図である。

【図１０】工具補正量の定義図である。

【図１１】マスター工具および切削工具での加工図であ
る。

【図１２】従来の工具測定機を示す正面図である。

【図１３】工具補正量測定概略図である。

【図１４】工具取付面Ｘ軸誤差概略図である。

【図１５】工具取付面Ｚ軸誤差概略図である。

【符号の説明】

１ 工具補正量測定手段 ２ 機械特性誤差取り込み手段 ３ 工具補正量演算手段 ４ 工具補正量出力手段 ５ 工具補正量記録手段 ６ 機械特性誤差記録手段 ７ 工具補正量演算手段 ８ 新たな工具補正量 ９ 工具位置制御 １０ パソコン １１ 工具測定部 １２ 表示器 １３ テーブル １４ 顕微鏡 １５ 工具ホルダー １６ 工具 １７ Ｘ軸ハンドル １８ Ｚ軸ハンドル ２１ ＮＣ旋盤の機械原点 ２２ 刃物台 ２３ 工具ホルダー取付基準穴 ２４ 刃物台回転中心 ３５ Ｘ軸補正量（ΔＸ） ３６ Ｚ軸補正量（ΔＺ） Ａ〜Ｆ 刃物台の工具取付面 Ｘ 距離ＡＸ１〜ＦＸ１を測定する際の基準距離 Ｚ 距離ＡＺ１〜ＦＺ１を測定する際の基準距離 ＡＸ１〜ＦＸ１ 機械原点から工具取付面Ａ〜Ｆまでの
距離 ＡＺ１〜ＦＺ１ 機械原点から工具取付面Ａ〜Ｆの工具
ホルダー取付基準穴の中心点までの距離 ａ〜ｆ 工具取付面 ａ’〜ｆ’ 工具取付面から刃物台回転中心までの距離 ａ”〜ｆ” ＮＣ旋盤原点から工具ホルダー取付基準

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＮＣ工作機械に用いられる工具の工具補
   正量を測定する工具測定機において、 ＮＣ工作機械に用いられる工具の工具補正量を測定し、
   この工具補正量を保持する工具補正量測定手段と、 工具補正量を測定される工具が用いられるＮＣ工作機械
   の機械特性誤差を取り込む機械特性誤差取り込み手段
   と、 前記工具補正量測定手段に保持されている前記工具補正
   量と前記機械特性誤差取り込み手段に取り込まれている
   前記機械特性誤差とから新たな工具補正量を演算する工
   具補正量演算手段と、 新たな工具補正量を外部記録媒体または前記ＮＣ工作機
   械に出力する工具補正量出力手段と、 を備えたことを特徴とする工具測定機。
2. 【請求項２】前記機械特性誤差がＮＣ工作機械の工具取
   付面Ｘ軸誤差および工具取付面Ｚ軸誤差であることを特
   徴とする請求項１記載の工具測定機。
3. 【請求項３】 工具測定機で測定された工具補正量をも
   とに工具の位置を補正して工作するＮＣ工作機械におい
   て、 工具測定機で測定された工具補正量を記録保持する工具
   補正量記録手段と、 前記ＮＣ工作機械の機械特性誤差を記録保持する機械特
   性誤差記録手段と、 記録保持された工具補正量と記録保持された記録特性誤
   差とから新たな工具補正量を演算し新たな工具補正量を
   前記ＮＣ工作機械の工具の位置を補正する手段に出力す
   る工具補正量演算手段と、 を備えたことを特徴とするＮＣ工作機械。
4. 【請求項４】 前記機械特性誤差が工具取付面Ｘ軸誤差
   および工具取付面Ｚ軸誤差であることを特徴とする請求
   項３記載のＮＣ工作機械。