JPS60218109A - 刃具補正装置の制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、スピンドル軸心から刃先までの距離を、パル
スモータ等の補正用駆動源によって、補正指令に基づき
補正するようにした刃具補正装置の制御装置に関するも
のである。

従来技術及びその問題点 従来、刃具補正装置は、例えば特許第９３１７３０号や
、特許第９８３８６３号に開示されているように、スピ
ンドル前端に固設する固定アダプタ前面に、その先端に
刃具を取付けたスライドアダプタを半径方向に摺動する
ように取付け、固定アダプタの中心部にはドローパーに
連結した楔棒を軸方向摺動可能に嵌装し、この楔棒の楔
面とスライドアダプタの係合部材を係合させ、この楔棒
を軸方向に移動させて、楔棒後方に配置されてパルスモ
ータ等の駆動源で軸方向位置を決定されるストッパーに
より楔棒を位置決めさせてスライドアダプタを楔棒の移
動方向と直角方向へ移動させて刃具補正を行なうように
しである。この刃具補正装置は、一般に加工穴径の測定
器とこれに連結した補正用制御装置と共に使用され、加
工後の穴径を測定し目標値に対して刃具位置の補正の必
要がある場合には、必要なパルス数を補正用制御装置の
パルス発生器からパルスモータ等へ出力すると共に、こ
のパルス数を原点からの「偏位」として表示していたの
で、作業者は前記楔面の勾配から刃先の原点からの変位
量を換算しなければならないという煩しさがあった。ま
た、刃先の偏位量をパルス数から換算して表示する場合
でも刃具補正装置自体の機械的誤差（部品精度、組立精
度等）により、一台ずつの刃具補正装置にも僅かずつ補
正の特性が異なり、例えば楔面の勾配から補正範囲全域
に亘って単位補正長さく例えば１μｍ）を補正するのに
１０パルスを要すると設定されていても、この設定通り
作動しない部分が生じ、実際の刃先の偏位量と、パルス
数から換算して表示した偏位量とがずれてくるというお
それがあった。

こうした問題を解決するためには、刃具補正装置自体の
部品精度、組立精度等を極めて高くする必Ｎα５ 要があり、そうすると、刃具補正装置自体が高価となる
、あるいは組立、調整に手間がかかる等の問題があった
。

目的及び慨要 本発明は前記従来技術に鑑み、制御対象となる刃具補正
装置自体の部品精度や組立精度等を高くしたりすること
なく、刃具補正を行なった際の偏位量の表示と、実際の
刃先偏位量とを殆んど誤差なく一致させることができ、
従来のように補正パルス数から作業者が刃先偏位量を換
算する必要のない、刃具補正装置の制御装置を提供する
ことを目的とし、また、刃先の基準点からの偏位位置に
よって刃先単位補正長さ移動させるのに要する補正パル
ス数が決定されるような刃具補正装置にも適用すること
のできる制御装置を提供しようとするものである。第１
図は本発明の構成を示すもので、刃先の補正範囲全域に
亘って、刃先補正単位長さごとに読出し、書込み自在な
メモリ上に夫々単位記憶エリアを対応させ、これらの各
単位記憶Ｎα６ 憶エリアに対応する刃先位置から刃先がほぼ刃先補正単
位長さ分補正移動するのに要するパルス数を記憶させて
おく補正パルス記憶手段と、この補正パルス記憶手段の
内、刃先の補正原点位置及び現在位置に対応する単位記
憶エリアのアドレスを記憶する原点及びポインタアドレ
ス記憶手段とを備え、補正指令入力手段からの指令によ
って補正量に対応した単位記憶エリアの数だけポインタ
アドレスを変更し、補正後のポインタアドレスと原点ア
ドレスとから刃先の偏位量を算出してこれを表示すると
共に、補正量に対応した数の単位記憶エリア内の補正パ
ルス数を読出し、出力してパルスモータ等の補正用駆動
源を作動させ、刃具補正を行うようにしたことを特徴と
する。

実施例 第２図において、１は被加工物、２は被加工物１の加工
穴径を測定する測定子、３は従来公知の刃具補正装置で
、本体４に回転自在に支持されたスピンドル５の前端に
固定アダプタ６が固着され、この固定アダプタ６前面に
は、先端に刃具７ａを＆７ 備えたアーバ７と一体的なスライドアダプタ８が半径方
向に摺動するように取付けられている。固定アダプタ６
の中心部には、ドローバ−９に連結した楔棒１０を軸方
向摺動可能に嵌装し、この楔棒１０の楔面１１と前記ス
ライドアダプタ８の係合部材１２とを係合させである。

１３は回転継手で、その本体１４に対して箱体１５は軸
方向に摺動可能で箱体１５にはドローバ−９が回動自在
に支持され、また、シリンダ１６のピストンロッド１６
ａの先端が固定されている。１７は補正、位置決め用の
ストッパで、外周にねじ部１８が形成され、パルスモー
タ１９からの回転によりモータ軸に対して一体的に回転
すると共に軸方向には摺動するようになっている。２０
はストッパー１７の後退端確認用のリミットスイッチで
ある。２１はマイクロコンピュータで、主にマイクロプ
ロセッサ（ＣＰＵ）２２と、読出し、書込み可能な不揮
発性メモリ（ＲＡＭ）と読出し専用メモリＲＯＭから成
るメモリ２３、入出力インターフェース２４とから構成
される。入出力インターフェース２４には前記検出子２
からの穴径測定値が判定器で処理され、補正信号及び補
正値（Ｃ）が入力されると共に、後述する原点アドレス
やポインタアドレス、補正パルス数等がキーボード２５
がら入力される。また入出力インターフェース２４には
後述するポインタアドレスと原点アドレスとがら算出さ
れる刃先の原点からの偏位量を表示するＬＥＤパネル２
６が接続されている（このＬＥＤパネル２６はＣＲＴデ
ィスプレイでもよい。）。２７はデコーダ及びモータド
ライバで、パルスモータ１９の回転方向及びメモリ２３
から読出した補正パルス数を出力してパルスモータ１９
を駆動するようになっている。尚、このデコーダの機能
はマイクロプロセッサ２２内で行うようにしてもよい。

前記メモリ２３内のＲＡＭ内には、第３図（ａ）に示す
ように刃先の補正範囲全域（２ｎμｍ）に亘って刃先補
正単位長さく例えば１μｍ）ごとに夫々単位記憶エリア
（この場合１バイト）がアドレスｍ−ｎから連続して順
に対応されてアドレｏ　９ スｍｎまでの２ｎ＋１バイトが補正パルス記憶のために
割当てられている。アドレスｍ−ｎ、アドレスｍｎは夫
々終点アドレスとしてＲＡＭの他のメモリ部分に記憶さ
れ、また、このアドレスｍ−ｎからｍｎ間で実際の刃先
の補正原点位置に対応するアドレス（本実施例ではアド
レスｍ　ｏ　）を原点アドレスとし、この原点アドレス
ｍｏもＲＡＭの他のメモリ部に記憶されている。更にア
ドレスｍ−ｎからｍｎ間で実際の刃先の現在位置に対応
するアドレス（簡単のためにアドレスｍ　ｏ　）もＲＡ
Ｍ内にあるポインタレジスタに記憶されている。

即ち、最も刃先が没入した状態、つまり、前記スピンド
ル５の回転中心と刃先との距離が最短のとき、ポインタ
レジスタ内のアドレスはアドレスｍ−ｎ　であり、逆に
最大のときはアドレスｍｎとなるように対応している。

これらのアドレスｍ−ｎからｍｎの各１バイトメモリ内
には、夫々の１バイトに対応する実際の刃先位置から刃
先突出方向（スピンドル中心から遠ざかる方向）へ刃先
が１μｍ補正移動されるようにパルスモータ１９を作ｎ
ｌＯ 動させるに要する補正パルス数が記憶されている（例え
ば原点にある刃先（このときのポインタアドレスはｍ　
ｏ　）を＋１μｍ突出させるのに要するパルス数をアド
レスｍｌ内にまた１μｍから＋２μｍへ突出移動させる
のに要するパルス数をアドレスｍｌ内に・・・という様
に記憶されている。）また、アドレスｍｎには何も記憶
されていない。これらのデータはワークの仕様が決定さ
れれば、試削又は刃具先端とスピンドル回転中心との寸
法を実測することによりめることができ、キーボード２
５から書込むようにしである。

次に、このようにして構成された制御装置の作用を第４
図に示すフローチャートに基づいて説明する。ワーク１
を加工後、穴径を測定子２により測定し、その測定値を
判定器へ入力し、この測定値が目標範囲内なら補正指令
を出力せずに次のワーク加工を行なう。一方、測定値が
目標範囲を外れると判定器から補正指令、及び補正値Ｃ
が入力され（ステップＰｉ）、ステップＰ２で補正方向
が正、つまり刃先突出方向かどうかを判定し、正Ｎα　
１１ ならステップＰ３へそうでなければステップＰ６へ進む
。

正の場合にはステップＰ３、Ｐ４でポインタアドレスの
指すメモリ内の補正パルス数を読出し、出力する。これ
によりデコーダ及びモータドライバ２７を介してパルス
モータ１９が回転され、ストッパ１８が後退する。次に
ステップＰ５で補正前のポインタアドレスに１加算する
。負の場合はステップＰ６で先ず補正前のポインタアド
レスから１減じてポインタを移動させ、ステップＰ７、
Ｐ８で補正後のポインタアドレス内の補正パルス数を読
出し、出力する。ステップＰ５又はＰ８に次いでステッ
プＰ９で補正後のポインタアドレスＡが終点アドレスか
どうか判定し、終点アドレスならステップＰＩＯでエラ
ー表示をし、終了する。

そうでない時、ステップＰ１２へ進み、補正後のポイン
タアドレスから原点アドレスを減じて、偏位量を算出し
、ステップＰＬ３でこれをそのまま出力してＬＥＤパネ
ル２６上に表示する。次いでステップＰ１４で補正量Ｃ
を１減じて、ステップＰ１５で補正量ＣがＯとなったか
を判定し、そうであればパルスモータ１９の補正動作は
終了し、そうでなければ、ステップＰ２へ戻って前記動
作を繰り返す。例えば補正前のポインタアドレスをｍｏ
とし、ここから＋２μｍ補正したいときは、ステップＰ
２〜Ｐ５、Ｐ９、ＰＩＯ〜Ｐ１５を２回繰り返すが、第
５図（ａ）〜（ｃ）に示すように１回目でアドレスｍＯ
のデータを出力してポインタアドレスをｍｌにし、２回
目でポインタアドレスｍ１のデータを出力してポインタ
アドレスをｍ２にして、偏位量はポインタアドレス−原
点アドレス＝ｍ＊　ｍｏ＝２　（μｍ）で表示される。

こうしてストッパー１８が軸方向へ補正移動されると次
に適宜タイミングでシリンダ１６が作動し、ピストンロ
ッド１６ａ後端とストッパ１８先端が当接し、回転継手
１６を介してドローバ−９が軸方向移動し、楔棒１０の
楔面１１を介してスライドアダプタ８がアーバ７と一体
に半径方向に補正移動し、切削加工を開始する。

補正パルス数データは第３図（ｂ）に示すようｎ１３ にメモリ内に記憶されていてもよく、この場合は、原点
から一１μｍ移動するに要する補正パルス数がアドレス
ｍｏに、また＋１μｍから原点へ移動するに要する補正
パルス数がアドレスｍ１に・・・という具合に記憶され
ている。つまり、夫々の１バイト内にはそれに対応した
刃先位置から刃先没入方向へ刃先が１μｍ移動されるの
に要する補正パルス数が記憶されている。この場合、刃
先突出方向への補正はポインタアドレスを進めてからそ
のポインタアドレス内のデータを出力し、また、刃先没
入方向への補正はポインタアドレス内のデータを読出し
、それからポインタアドレスを減する、という手順とな
る。

尚、」二記実施例では、刃先補正単位長さを１μｍとし
、またこれに対応する単位記憶エリアを１バイトと設定
したが、本願ではこれに限ることはなく、刃先補正単位
長さ１μｍとしてこれに対応する単位記憶エリアを２バ
イトというように設定してもよく、この場合、ポインタ
アドレスは２ずつ加減され、偏位量の表示も原点アドレ
スとポイｎ１４ ンタアドレスの差を単位記憶エリアの幅（２バイト）で
除したものとなることは言うまでもない。

また、前記実施例では１μｍを補正するパルス数が試削
等の結果、全て整数となった場合について説明したが、
そうならない場合、例えば３μｍ補正するときに３２パ
ルス要し、その時の１μｍ毎の移動に要するパルス数が
整数とならないときは、例えば単位記憶エリア（１バイ
ト）に記憶される補正パルス数は夫々、１０．１１．１
１というように設定され、この補正パルス数により移動
される補正量は刃先単位補正長さ１μｍに極めて近く、
実用上殆んど問題のない程度に近似でき、ポインタアド
レスと原点アドレスから算出される偏位量と、刃先の実
偏位量とはほぼ一致する。更に、前記実施例では１バイ
ト毎のデータを夫々入力したが、刃先の補正範囲内で、
単位補正長さ以上の所定区間の実刃先移動に要した実パ
ルス数と、刃具補正装置の楔面の勾配等から決定され、
その所定区間を移動するのに要すると予め設定される０
ス理論パルス数との差ｃ以下、これを憎滅パルス数Ｎα
１５ と記す）を算出し、この増減パルス数を刃先突出方向へ
向って漸増又は漸減するように単位補正長さ毎に分配し
て、前記所定区間内で単位補正長さ補正するのに要する
補正パルス数を算出し、補正パルス記憶手段へ書込むよ
うにしてもよい。

また、前記実施例では楔棒の楔面を利用した刃具補正装
置に適用したものについて説明したが、例えば回転スピ
ンドルの回転中心から偏心した位置に刃具のホルダを回
転位置決め可能に嵌装し、回転スピンドルの回転中心に
対して工具ホルダを回転、位置決めして回転中心から刃
先までの距離を補正用駆動源により変化させるようにし
た刃具補正装置にも適用できることは勿論である。更に
、多数の刃具補正装置を制御する際には、その軸数分の
補正パルス記憶のためのメモリを用意すればよい。更に
また、補正値を予め設定しておき、測定値が目標範囲を
外れることが所定回数となったとき、補正指令を出すよ
うにしてあってもよい。

効　果 以上のように本発明は、楔面を利用したり、あるいはス
ピンドルの回転中心に対して偏心した位置に工具ホルダ
を回転、位置決めして、スピンドルの回転中心から刃先
までの寸法を、パルスモータ等の補正用駆動源によって
可変にした刃具補正装置において、刃先の補正範囲全域
に亘って、刃先補正単位長さ毎に夫々単位記憶エリアを
対応させ、これらの単位記憶エリアには夫々その単位記
憶エリアに対応する刃先位置から、刃先をほぼ刃先補正
単位長さ全補正するのに要するパルス数を予め記憶させ
、補正指令によってポインタアドレスを補正量に対応し
た単位記憶エリアの数だけ変更し、原点アドレスと、変
更後のポインタアドレスとから刃先の原点からの偏位量
を算出してこれを直接表示し、一方、前記補正指令によ
って、補正前にポインタで示される単位記憶エリアを基
準に補正量に対応した数の単位記憶エリア内の補正パル
ス数を読出し、パルスモータ等の補正用駆動源に出力し
、刃具補正を制御するようにしたので、制御装置により
表示される原点からの偏位量表示Ｎα１７ く一致させることができ、作業者がパルス数がら偏位量
を換算する必要がない。また、補正パルス数は、制御対
象となる刃具補正装置に対して夫々・後で入力手段を介
してセットするので、刃具補正装置自体の部品精度や組
立精度等をあまり高くしなくても実際の刃先偏位量と制
御装置の表示とを殆ど一致させることができ、刃具補正
装置自体の加工、組立作業が容易となる等、多くの利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は全
体を示す図、第３図はデータ記憶状態の説明図、第４図
はフローチャート、第５図は作用説明図である。 ５・・・スピンドル、７ａ・・・刃具、１９・・・パル
スモータ、２２・・・ＣＰＵ、　２３・・・メモリ、２
５・・・キーボード、　２６・・・ＬＥＤパネル、２７
・・・デコーダ及びモータドライバ特許出願人　豊和工
業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　スピンドル軸心から刃先までの距離を、一定の補
   正範囲内で可変にし、パルスモータ等の補正用駆動源に
   補正指令を与えて刃先位置を補正するようにした刃具補
   正装置において、ａ）前記刃先の補正範囲全域に亘って
   、刃先補正単位長さごとに夫々単位記憶エリアを順に対
   応させ、これらの各単位記憶エリアには夫夫その単位記
   憶エリアに対応する刃先位置から刃先突出方向又は刃先
   没入方向へ、刃先がほぼ刃先補正単位長さ全補正移動さ
   れるように前記補正用駆動源を作動させるのに要する補
   正パルス数を記憶する補正パルス記憶手段、ｂ）前記補
   正パルス記憶手段の単位記憶エリアの内、予め設定され
   る刃先の補正原点位置に対応する単位記憶エリアのアド
   レスを記憶する原点アドレス記憶手段、 Ｎα２ Ｃ）前記補正パルス記憶手段の単位記憶エリアの内、刃
   先の現在位置に対応する単位記憶エリアのアドレスを記
   憶するポインタアドレス記憶手段、 ｄ）前記原点アドレスとポインタアドレスとから、刃先
   の原点からの偏位量を算出する手段、ｅ）前記偏位量の
   表示手段、 ｆ）前記補正指令により、補正量に対応した単位記憶エ
   リアの数だけポインタアドレスを変更するポインタアド
   レス変更手段、 ｇ）前記補正指令により、ポインタで示される単位記憶
   エリアを基準に、補正量に対応した数の単位記憶エリア
   内の補正パルス数を読出す読出手段、 ｈ）前記補正パルスを前記補正用駆動源へ出力する出力
   手段、 ｉ）前記補正パルス記憶手段の内容、原点アドレス、ポ
   インタアドレス、補正指令等を入力する入力手段、 とから成る刃具補正装置の制御装置。 Ｎα３