JPS59124546A - 要位置決め物の位置決め装置 - Google Patents
要位置決め物の位置決め装置Info
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- JPS59124546A JPS59124546A JP23452582A JP23452582A JPS59124546A JP S59124546 A JPS59124546 A JP S59124546A JP 23452582 A JP23452582 A JP 23452582A JP 23452582 A JP23452582 A JP 23452582A JP S59124546 A JPS59124546 A JP S59124546A
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- JP
- Japan
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- tool
- reference mirror
- piezoelectric element
- holder
- workpiece
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- Pending
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
- G05B19/182—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37275—Laser, interferometer
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41344—Piezo, electrostrictive linear drive
-
- G—PHYSICS
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
この発明は切削加工装置に係り、特に工具等の位置決め
を高精度に行う装置に関する。
を高精度に行う装置に関する。
従来の切削における工具の精密な位置決めは、工具を取
付けた刃物台を搭載したテーブルの位置をレーザ測長器
によって測定し、テーブル位置誤差は、テーブルを駆動
するモータ捷たは油圧シリンダにフィードバックされ、
テーブルの位置を補正していた。従ってテーブルのスラ
イド時における姿勢の変化、すなわちヨーイング、ロー
リング、ピッチングによる刃先位置の変化は測定されず
、さらにテーブルの平行移動による変位の補正において
も、刃物台を搭載したテーブル全体を送りねじの回転ま
たは油圧シリンダの差圧等により微動補正するため、位
置検出から位置補正までに時間がかかり、加工形状精度
が悪化する欠点があった。
付けた刃物台を搭載したテーブルの位置をレーザ測長器
によって測定し、テーブル位置誤差は、テーブルを駆動
するモータ捷たは油圧シリンダにフィードバックされ、
テーブルの位置を補正していた。従ってテーブルのスラ
イド時における姿勢の変化、すなわちヨーイング、ロー
リング、ピッチングによる刃先位置の変化は測定されず
、さらにテーブルの平行移動による変位の補正において
も、刃物台を搭載したテーブル全体を送りねじの回転ま
たは油圧シリンダの差圧等により微動補正するため、位
置検出から位置補正までに時間がかかり、加工形状精度
が悪化する欠点があった。
この発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、
テーブルの姿勢に一関係なく、工具等の位置を正確に測
定し、精密に工具等の位置決め制御を行う要位置決め物
の位置決め装置を提供することにある。
テーブルの姿勢に一関係なく、工具等の位置を正確に測
定し、精密に工具等の位置決め制御を行う要位置決め物
の位置決め装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
刃物台を搭載したテーブルのスライド方向に平行に基糸
平面ミラーを設置し、工具（または被削物）ホルダ後端
に三面反射鏡（キーーブコーナ）を取付け、上記基準平
面ミラーと工具（捷たは被削物）ホルダ後端との距離を
直接測定して工具（甘たは被削物）の位置決めを行うと
ともに、上記工具（まだは被削物〕ホルダを圧電素子を
介して刃物台に固定し、位置決めの誤差の修正を上記圧
電素子への印加電圧を制御して行うようにしたものであ
る。
平面ミラーを設置し、工具（または被削物）ホルダ後端
に三面反射鏡（キーーブコーナ）を取付け、上記基準平
面ミラーと工具（捷たは被削物）ホルダ後端との距離を
直接測定して工具（甘たは被削物）の位置決めを行うと
ともに、上記工具（まだは被削物〕ホルダを圧電素子を
介して刃物台に固定し、位置決めの誤差の修正を上記圧
電素子への印加電圧を制御して行うようにしたものであ
る。
以下、この発明を図面に基づいて説明する。第１図は、
この発明の一実施例の平面図、第２図は・、レーザ測定
システムの説明図、才だ第６図は、この発明の一実施例
の作動説明図を示す。寸ず第１図によって、この発明の
詳細な説明する。ガイド１上をスライドするテーブル２
には、内部をくり抜いた刃物台、５が設けられており、
該刃物台５は線膨張係数が極めて小さい素材で作られ、
一方の端に工具７をまた他端にキー−−ブコーナ２１を
具備した工具ホルダ６は、その外周部に設けたフランジ
をその両側に取付けた圧電素子８．９によって切込み方
向に挾持され上記刃物台５内に固定されている。また、
テーブル２のスライド方向と平行でかつ反射面が上記キ
ー−ブコーナ２１と向い合うように基準ミラー２６を設
け、該基準ミラー２６とキューブコーナ２１との間に、
偏光ビームスプリッタ２５、λ／４偏光板２６．２４、
キーーブコーナ２２、レシーバ２７からなる光路長測定
部が上記テーブル２上に固定されている。２９ば、上記
レシーバ２７からの出力信号を演算処理するカウンタを
示し、上記キー−ブコーナ２１と基準ミラー２６との間
の距離の基準値に対する誤差がここで計算されろ。コン
トローラ６ｏは、上記の誤差値によって上記圧電素子８
．９に対する印加電圧■１、■２を適宜変化させぞ、工
具ホルダ乙の一端にある上記キー−ブコーナ２１と上記
基準ミラー２６ との間の相対距離の誤差が０になるよ
うに工具ホルダ乙の位置決め制御をする。なお、１ｏは
被削物、２８はレーザ発振器を示す。
この発明の一実施例の平面図、第２図は・、レーザ測定
システムの説明図、才だ第６図は、この発明の一実施例
の作動説明図を示す。寸ず第１図によって、この発明の
詳細な説明する。ガイド１上をスライドするテーブル２
には、内部をくり抜いた刃物台、５が設けられており、
該刃物台５は線膨張係数が極めて小さい素材で作られ、
一方の端に工具７をまた他端にキー−−ブコーナ２１を
具備した工具ホルダ６は、その外周部に設けたフランジ
をその両側に取付けた圧電素子８．９によって切込み方
向に挾持され上記刃物台５内に固定されている。また、
テーブル２のスライド方向と平行でかつ反射面が上記キ
ー−ブコーナ２１と向い合うように基準ミラー２６を設
け、該基準ミラー２６とキューブコーナ２１との間に、
偏光ビームスプリッタ２５、λ／４偏光板２６．２４、
キーーブコーナ２２、レシーバ２７からなる光路長測定
部が上記テーブル２上に固定されている。２９ば、上記
レシーバ２７からの出力信号を演算処理するカウンタを
示し、上記キー−ブコーナ２１と基準ミラー２６との間
の距離の基準値に対する誤差がここで計算されろ。コン
トローラ６ｏは、上記の誤差値によって上記圧電素子８
．９に対する印加電圧■１、■２を適宜変化させぞ、工
具ホルダ乙の一端にある上記キー−ブコーナ２１と上記
基準ミラー２６ との間の相対距離の誤差が０になるよ
うに工具ホルダ乙の位置決め制御をする。なお、１ｏは
被削物、２８はレーザ発振器を示す。
第２図は、レーザにょる測長の説明図で、レーザ発振器
２８から周波数ｆ１、ｆ２のコヒーレントなレーザ光が
発生する。そのうちのレーザ光ｆ１は、偏光ビームスプ
リッタ２５を通過し、ギ一ブコーナ２２で反射して再び
偏光ビームスプリッタ２５を通りレシーバ２７に入る。
２８から周波数ｆ１、ｆ２のコヒーレントなレーザ光が
発生する。そのうちのレーザ光ｆ１は、偏光ビームスプ
リッタ２５を通過し、ギ一ブコーナ２２で反射して再び
偏光ビームスプリッタ２５を通りレシーバ２７に入る。
他方のレーザ光ｆ２は、偏光ビームスプリッタ２５で反
射してキューブコーナ２１へ向い、該キュ−ブコーナ２
１で反射して上記偏光ビームスプリッタ２５へ戻るが、
この間に該レーザ光ｆ２はλ／４偏光板２６を２回通過
するため偏光面の位相が９０’ずれて偏光ビームスプリ
ッタ２５を通シ、さらに基準ミラー２６で反射して丑だ
偏光ビームスプリッタ２５に戻ってくる。この間に該レ
ーザ光ｆ２はλ７／４偏光板２４を２回通過するので、
偏光面が９０°回転し、上記偏光ビームスプリッタ２５
で反射した後キューブコーナ２２、偏光ビームスプリッ
タ２５、λ／４偏光板２４、基準ミラー２６、λ／４偏
光板２４、偏光ビームスプリッタ２５、λ／４偏光板２
６キユーブコーナ２１、λ／４偏光板２３および偏光ビ
ームスプリッタ２５を経て、最後にし７−バ２７ に入
射する。
射してキューブコーナ２１へ向い、該キュ−ブコーナ２
１で反射して上記偏光ビームスプリッタ２５へ戻るが、
この間に該レーザ光ｆ２はλ／４偏光板２６を２回通過
するため偏光面の位相が９０’ずれて偏光ビームスプリ
ッタ２５を通シ、さらに基準ミラー２６で反射して丑だ
偏光ビームスプリッタ２５に戻ってくる。この間に該レ
ーザ光ｆ２はλ７／４偏光板２４を２回通過するので、
偏光面が９０°回転し、上記偏光ビームスプリッタ２５
で反射した後キューブコーナ２２、偏光ビームスプリッ
タ２５、λ／４偏光板２４、基準ミラー２６、λ／４偏
光板２４、偏光ビームスプリッタ２５、λ／４偏光板２
６キユーブコーナ２１、λ／４偏光板２３および偏光ビ
ームスプリッタ２５を経て、最後にし７−バ２７ に入
射する。
つぎに第６図によって、との発明の詳細な説明する。い
１、テーブル２がｙだけスライドして図示ｄからａ′の
位置１で移動したとし、このときガイド１の真直度誤差
まだは駆動系の誤差によって、上記テーブル２が基準ミ
ラー２６側へΔＸだけ変位したとすると、工具７の先端
もΔＸだけ被削物１０から離れる。この場合、上記テー
ブル２の変位量ΔＸだけレーザ光ｆ２がドプラ周波数変
調されてレシーバ２７で検出され、カウンタ２９によっ
て演算処理されて、変位量信号がコントローラ３０に伝
送される。該コントローラ６０ば、工具ホルダ乙のフラ
ンジ部を挾持する圧電素子８．９の印加電圧を制御する
。該圧電素子８．９への印加電圧と該印加電圧による伸
−びは比例関係にあり、上記ホルダ乙のキューブコーナ
２１側の上記圧電素子９に変位量ΔＸに相当する電圧淘
をバイアス電圧■。に加えて印加し、上記工具７側の上
記圧電素子８に変位量ΔＸに相当する電圧■８をバイア
ス電圧■。から差引いた電圧を印加することにより、上
記工具７はΔＸだけ被削物１０側へ移動し、その結果、
上記工具７は被削物１０に対して常に同じ位置にあるの
で、高精度に切削することができる。
１、テーブル２がｙだけスライドして図示ｄからａ′の
位置１で移動したとし、このときガイド１の真直度誤差
まだは駆動系の誤差によって、上記テーブル２が基準ミ
ラー２６側へΔＸだけ変位したとすると、工具７の先端
もΔＸだけ被削物１０から離れる。この場合、上記テー
ブル２の変位量ΔＸだけレーザ光ｆ２がドプラ周波数変
調されてレシーバ２７で検出され、カウンタ２９によっ
て演算処理されて、変位量信号がコントローラ３０に伝
送される。該コントローラ６０ば、工具ホルダ乙のフラ
ンジ部を挾持する圧電素子８．９の印加電圧を制御する
。該圧電素子８．９への印加電圧と該印加電圧による伸
−びは比例関係にあり、上記ホルダ乙のキューブコーナ
２１側の上記圧電素子９に変位量ΔＸに相当する電圧淘
をバイアス電圧■。に加えて印加し、上記工具７側の上
記圧電素子８に変位量ΔＸに相当する電圧■８をバイア
ス電圧■。から差引いた電圧を印加することにより、上
記工具７はΔＸだけ被削物１０側へ移動し、その結果、
上記工具７は被削物１０に対して常に同じ位置にあるの
で、高精度に切削することができる。
なお、ここで上記圧電素子８．９にともに正のバイアス
電圧■。を印加した理由は、このバイアス電圧■。を加
えたことにより、該圧電素子８．９が伸びようとするの
に対して、該圧電素子８．９は刃物台５により伸びを規
制されているため、犬き力圧縮力で上記工具ホルダ６を
保持することになり、上記工具７の支持剛性を高くでき
るので°、外乱振動や切削力の影響を殆ど受けなくする
ことができる。
電圧■。を印加した理由は、このバイアス電圧■。を加
えたことにより、該圧電素子８．９が伸びようとするの
に対して、該圧電素子８．９は刃物台５により伸びを規
制されているため、犬き力圧縮力で上記工具ホルダ６を
保持することになり、上記工具７の支持剛性を高くでき
るので°、外乱振動や切削力の影響を殆ど受けなくする
ことができる。
寸だ、この実施例の工具７と被削物１０を互いに取り代
えて取付け、固定した被削物１０を回転する工具７で加
工し、被削物１０の支持部を圧電素子８．９を介してテ
ーブル２に固定して誤差補正指示を上記圧電素子８．９
に与え、微小位置決め制御を行なっても上記同様の作用
が得られる。
えて取付け、固定した被削物１０を回転する工具７で加
工し、被削物１０の支持部を圧電素子８．９を介してテ
ーブル２に固定して誤差補正指示を上記圧電素子８．９
に与え、微小位置決め制御を行なっても上記同様の作用
が得られる。
なお、上記は平面を切削する場合について述べたが、テ
ーブル２のスライド方向と直角方向に案内を持ち、該直
角方向に切込み可能な第２のテーブルを上記テーブル２
上に案内を介して取付け、該第２のテーブル上に刃物台
を固定し、予めプログラムされた運動軌跡に従って上記
テーブル２と第２のテーブルを移動させ、上記同様の工
具ホルダ６と基準ミラー２６間の相対距離を精度よく読
取り、理想の運動軌跡からの誤差を上記圧電素子８．９
捷たは第２のテーブルの切込み装置と該圧電素子８．９
への切込み補正指示としてフィードバックすることによ
り、軸対称な曲面切削の場合にも高精度仕上を行うこと
ができる。
ーブル２のスライド方向と直角方向に案内を持ち、該直
角方向に切込み可能な第２のテーブルを上記テーブル２
上に案内を介して取付け、該第２のテーブル上に刃物台
を固定し、予めプログラムされた運動軌跡に従って上記
テーブル２と第２のテーブルを移動させ、上記同様の工
具ホルダ６と基準ミラー２６間の相対距離を精度よく読
取り、理想の運動軌跡からの誤差を上記圧電素子８．９
捷たは第２のテーブルの切込み装置と該圧電素子８．９
への切込み補正指示としてフィードバックすることによ
り、軸対称な曲面切削の場合にも高精度仕上を行うこと
ができる。
以上、説明したように、この発明によれば、切削におけ
る刃物台を搭載したテーブルのスライド時の姿勢変化ま
たはガイドの真直度誤差によるテーブルのスライド誤差
に対し、極めて早い応答速度で工具の位置を補正するこ
とかでき、高精度な真直度の切削仕上面が得られるとい
う効果がある。
る刃物台を搭載したテーブルのスライド時の姿勢変化ま
たはガイドの真直度誤差によるテーブルのスライド誤差
に対し、極めて早い応答速度で工具の位置を補正するこ
とかでき、高精度な真直度の切削仕上面が得られるとい
う効果がある。
第１図は、この発明の一実施例の平面図、第２図は、レ
ーザ沖）長システムの説明図、笥６図は、この発明の一
実施例の作動説明図を示す。 符号の説明 １・・・ガイド ２・・テーブル６・・・つ
まみ ４・・・送りねじ５・・・刃物台
６・・・工具ホルダ７・・・工具
８．９・・・圧電素子１０・・・被削物 ２１．２２・・・キーーブコーナ ２ろ、２４・・・λ／４偏光板 ２５・・偏光ビームスプリッタ ２６・・・基準ミラー ２７・・・レシーノく２８
・・−レーザ発振器 ２９・・・カウンタ６０・・コ
ントローラ 代理人弁理士 中村純之助 矛１ 図 １ ＪＵ ２日 １７′２図
ーザ沖）長システムの説明図、笥６図は、この発明の一
実施例の作動説明図を示す。 符号の説明 １・・・ガイド ２・・テーブル６・・・つ
まみ ４・・・送りねじ５・・・刃物台
６・・・工具ホルダ７・・・工具
８．９・・・圧電素子１０・・・被削物 ２１．２２・・・キーーブコーナ ２ろ、２４・・・λ／４偏光板 ２５・・偏光ビームスプリッタ ２６・・・基準ミラー ２７・・・レシーノく２８
・・−レーザ発振器 ２９・・・カウンタ６０・・コ
ントローラ 代理人弁理士 中村純之助 矛１ 図 １ ＪＵ ２日 １７′２図
Claims (2)
- （１）工具と被削物間に相対運動を与える切削加工機に
おいて、先端に工具を固定する工具ホルダと、圧電素子
を介して上記工具ホルダを支持するようにした刃物台と
、上記工具ボルダの工具とは反対側に固定した切込み方
向に光軸を持つキ−プコーナと、刃物台を搭載した切込
み方向と直角にスライドするテーブルと、該テーブルの
移動方向に平行しかつ切込み方向に垂直な平面反射面を
持ち上記テーブルとは独笠して固定した基準ミラーと、
該基準ミラーと上記キー−ブコーナとの間にあって上記
テーブル上に固定され、上記キューブコーナと基準ミラ
ー間の距離を測定できるようにしだレーザ干渉器からな
る工具位置測定システムを有し、該工具位置測定システ
ムにはバイアス電圧を加えた少なくとも１対の対向した
上記圧電素子が配置されて上記工具ホルダに圧縮荷重を
がけるとともに、予めプログラミングされた理想加工面
形状に対して、上記工具位置測定システムにより測定さ
れた上記工具と基準ミラー間の相対距離の誤差を、上記
の対向した圧電素子への印加電位差を制御することによ
り取除くように構成したことを特徴とする要位置決め物
の位置決め装置。 - （２） 上記工具の代りに被削物を増刊けるようにし
たホルダを有し、上記被削物と基準ミラーとの間の相対
距離の誤差を、上記対向した圧電素子への印加電位差を
制御することにより取除くように構成したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の要位置決め物の位置決
め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23452582A JPS59124546A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 要位置決め物の位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23452582A JPS59124546A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 要位置決め物の位置決め装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59124546A true JPS59124546A (ja) | 1984-07-18 |
Family
ID=16972388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23452582A Pending JPS59124546A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 要位置決め物の位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59124546A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61152303A (ja) * | 1984-12-25 | 1986-07-11 | Kitamura Kikai Kk | 工作機械のスピンドル高さ調整装置 |
| JPH0348903A (ja) * | 1989-07-17 | 1991-03-01 | Ishikawa Pref Gov | 数値制御装置 |
| JPH0375944U (ja) * | 1990-11-22 | 1991-07-30 | ||
| JPH04240044A (ja) * | 1991-01-14 | 1992-08-27 | Toshiba Corp | 加工誤差補正方法及び工作機械 |
| KR100598851B1 (ko) | 2004-12-21 | 2006-07-11 | 현대자동차주식회사 | 공구 보정장치 |
| CN107971802A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-05-01 | 安徽嘉瑞达汽车部件制造有限公司 | 一种机床用高精度定位装置 |
-
1982
- 1982-12-28 JP JP23452582A patent/JPS59124546A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61152303A (ja) * | 1984-12-25 | 1986-07-11 | Kitamura Kikai Kk | 工作機械のスピンドル高さ調整装置 |
| JPH0348903A (ja) * | 1989-07-17 | 1991-03-01 | Ishikawa Pref Gov | 数値制御装置 |
| JPH0375944U (ja) * | 1990-11-22 | 1991-07-30 | ||
| JPH04240044A (ja) * | 1991-01-14 | 1992-08-27 | Toshiba Corp | 加工誤差補正方法及び工作機械 |
| KR100598851B1 (ko) | 2004-12-21 | 2006-07-11 | 현대자동차주식회사 | 공구 보정장치 |
| CN107971802A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-05-01 | 安徽嘉瑞达汽车部件制造有限公司 | 一种机床用高精度定位装置 |
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