JPS6284954A - Ｎｃ工作機械の加工位置補正装置 - 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】 〔産業１（７）利用分野〕 本発明ｉ、ＬＮ　Ｇ工作機械でワークの内径テーパ部を
両センタにより支持してワークの端面あるいは端部面取
り加工を行う場合におけるＮＣ旋削工作機械の加工位置
補正装置に関する。

〔従来の技術〕

従来ＮＣＱｉで例えば油井管用のジヨイントの内径テー
パ部を両センタで支持してワークの端面あるいは端部面
取りの加工を行う場合、ワークの全長およびワークのテ
ーバ部に誤差があるので、ワーク試し削りを施した後ワ
ークをいちいち計１則しオフセット量を求め、その計測
データを作業者が手動でＮＣ制御装置に入力してから加
工が施されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述した従来の補正手段では、作業者がいちいち計」リ
データを手動で入力するので補正に手間がかかりすぎる
と共に、自動化することが出来ないという問題があった
。

本発明の目的は」−記事情に鑑み問題を解決するために
提案されたものであって、計測装置で自動的に補正値を
取り込み自動化を可能にしたＮＣ工作機械の加工位置補
正装置を提供することにある。

〔問題点を解決するだめの手段と作用〕本発明はＮＣ工
作機械のワーク端面あるいは端部面取り加工を行う際の
加工位置補正装置であって、その具体的な手段は基準ワ
ークの長さ等ＮＣデータを入出力せしめる入出力手段と
、ＮＣ加工プログラムデータを記憶せ′しめるＮＣ加工
プログラムデータ・メモリと、加工しようとするワーク
の加工プログラム原点から各端面までの長さの誤差を計
測する計測装置と、該計測装置で計測した誤差の計測値
、基準ワークの加工プログラム原点から各端面までの長
さにより、加工しようとするワークの加工プログラム原
点から各端面までの長さを求める演算手段と、該演算手
段で求めた加工しようとするワークの加工プログラム原
点から各端面までの長さを記憶させる加工位置・メモリ
とから構成される。

而して本発明の装置を保用することにより、計測装置で
加工しようとするワークの加工プログラム原点から各端
面までの長さの誤差を計測し、その計測値を自動的に取
り込ませることにより加工位置の補正が自動処理されて
ワークの端面加工あるいは端部面取り加工が容易でかつ
簡単に出来る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施態様を図面に基づいて詳細に説明
する。

＋１）まず、本発明の基本原理について説明する。

第２図は前工程でテーパ部を有した内径を加工し、現工
程でワークの端面加工あるいは面取り加工を行う場合に
ワークの内径テーバ部を両センタで支持した状態の説明
図である。

第２図において、ＮＣ旋盤の主軸前方に取付けられたチ
ャックＨに爪りを介して一方のセンタＣ１を把持させる
。一方のセンタＣ１に内径テーパ部ををしたワークＷを
支持し、他方から心押し台Ｅの先端部に取付けた他方の
センタＣ２で押し付は挟持する。

今、一方のセンタＣ１の軸心ＣＬにおける爪端面位置を
加工プログラム原点Ｏｐとし、加工プログラム原点６Ｐ
から機械座標系の機械原点ＯＭまでの距離をＺＭとすれ
ば、ＺＭがワーク座標系設定データとなる。この加工プ
ログラム原点σＰから加工プログラム上の位置が設定さ
れる。

二点鎖線のワークが基準ワークＷＯで、基準ワーク長を
ＬＯとし、予め加工プログラム原点６Ｐから基準ワーク
端面までの距離をＬＩＯ，Ｌ２０と設定すれば、　Ｌ　
Ｏ＝　Ｌ　ｔｏ−Ｌ２ｏ　　である。

加工しようとするワークＷの長さおよび内径テーバ部が
基準ワークＷＯに対し誤差があって実線の如く挟持され
たとし、基準ワークＷｏでの距離Ｌ　ｌ（１、ｌ−２０
に対する誤差　へ１１．△ｉ２が予め求められたとする
。加工プログラム原点Ｏｐからの実線ワークＷの各端面
までの距離をＬｌ、Ｌ２とすれば、 ＬＩＯ＝Ｌｌ＋△Ａｔ　　、　　　Ｌ２０＝Ｌ２＋△β
２となる。

而して、上記の式から Ｌｌ＝ＬｌＯ−△Ｉ！＋　　、　　　Ｌ２＝Ｌ２０−△
β２で加工するワークＷのＬｌおよびＬ２の値が求めら
れる。

しかも、全長は　Ｌ＝Ｌｌ−Ｌ２　　であるから１、−
（Ｌｔｏ−Δ／＋）−（Ｌ２０−△６２）＝（Ｌｔｏ−
Ｌ２０）−△β工＋△１２となる。

またＬＤ＝ＬｌＯ−Ｌ２１］であるからＬ＝ＬＯ−△１
１＋△７！２　　となる。

而して、Ｌｌ、Ｌ２およびＬは加工プログラム原点Ｏｐ
からワークＷの端面までの誤差へβ１゜Δり２が前もっ
て求められさえすれば、実際の加工位置における補正が
自動的に処理される。

（２）加工プログラム原点からのワーク端面までの誤差
へＩ！＋、△Ｉ！２の計測について説明する。

第３図は誤差△１１．△１２を計測する機外計測装置の
モデル説明図である。

第３図において、機外計測装置は固定台１００が床面に
載置される。該固定台１００には案内レール１０１が左
右に延在し、その案内レール１０１に沿って移動可能に
スライダ１０３を取付ける。

スライダ１０３には実機に取付けられるセンタと金（同
一のテーパゲージ１１６を内方に向けて取付ける。固定
台１００にはブロックゲージ１０５が取付けられ、ブロ
ックゲージ１０５の長さは基準ワークＷｏの長さに設定
する。

スライダ１０３に穿設された穴へ、先端部に計測子１０
６ａ、１０６ｂを取付けた支持部材を嵌合し、夫々の支
持部材に変位−電気変換器（以下、インジケータという
）１０８ａ、１０８ｂを取付ける。

この機外計測装置で二点鎖線の基準ワークＷ１〕を固定
台１００の突当て面１００ａに当てさらにスライダ１０
３を移動させてテーバゲージ１１６を基準ワークＷｏの
テーパ穴に押し当てる。テーバゲージ１１６を基準ワー
クＷｏのテーパ穴に押し当てると、計測子１０６ａおよ
び１０６ｂが夫々ブロックゲージ１０５面、基準ワーク
端面に当接する。その状態でインジケータ１０８ａおよ
び１０８ｂを０に設定する。

基準ワークＷｏを取外し、基準ワークＷｏをセットした
と同様に、加工しようとするワークＷ（実線）を固定台
１００の突当て圃１００ａに当て、スラ・イダ１０３を
移動させてテーバゲージ１１６を加工すべきワークＷの
テーパ穴に押し当てる。

計測子１０６ａおよび１０６ｂが夫々ブロックゲージ１
０５の端面、加工すべきワーク端面に当接する。その状
態におけるインジう一一夕１０８ａおよび１０８ｂの変
位を出力する。このインジケータ１０８ａによる計測値
がへｌｉであり、インジケータ１０８ｂによる計測値が
△β２である。

機外計測装置で求めた計測値へｅ＋および八ｅ２をＮＣ
制御装置に入力せしめることにより、ワークデータに対
応して自動的に加工位置が補正されて所定の旋削加工が
施される。

（３）本発明に使用される機外計測装置の具体的な構造
について説明する。

第４図は機外計測装置の一部平面断面図、第５図は第４
図の■矢視図、第６図は第４図の■矢視図および第７図
は第４図の■矢視図である。

第４図〜第７図において、固定台１００上に案内レール
１０１が設置され、案内面軸受１０２を介してスライダ
１０３がＺ軸方向に移動される。

固定台１００の略中央部は側面からみて基準ワークある
いは加工ワークが安定して載置されるようＶ字型に傾斜
した面１００ａを有している（第７図）。固定台１００
の左側（第４図）にはワークを突当てて位置決めするス
トッパプレート１０４が取付けられる。該ストッパプレ
ート１０４の後端部にブロックゲージ１０５が右方へ延
在して取付けられる（第４図）。このブロックゲージ１
０５の長さは基準ワークの長さに設定しておく。

スライダ１０３の右側には計測子１０６ａ。

１０６ｂを支持する支持部材１０７ａ、１０７ｂが取付
けられる（第４図）。計測子１０６ａ。

１０６ｂの後端部は夫々支持部材１０７ａ、１０７ｂ内
に内蔵され、かつその前端部はブロックゲージ１０５の
先端部と載置された加工ワークの端面に当接するように
なっている。

支持部材１０７ａ、１０７ｂの右側にはインジケータ１
０８．＋、１０８ｂに連結された接触子１０９ａ、１０
１ｂが内蔵される。インジケータ１０８ａで前述した計
測値Ａｌｌが、インジケータ１０８ｂで計測値Δｅ２が
読み取られる。　支持部＋４−１０７ａ、１０７ｂ内に
はスプリング１１０が介設され、左方へ付勢されている
（第４図）。

計測子１０６ａ、１０６ｂの先端部が夫々ブロックゲー
ジ１０５の先端部と加工ワークの端面に当接することに
よって、計測子１０６ａ、ＬＯ６ｂの１＆端部がインジ
ケータ１０８ａ、１０８ｂの接触子１０９ａ、１０９ｂ
の先端部に当接してインジケータ１０８ａ、１０８ｂか
ら計測値△β１゜△β２が出力される。

スライダ１０３に固定された支持部材１０７ａと１０７
ｂの間に案内レール１１１が取付けられ、該案内レール
１１１には案内軸受１１２を介して第１プレート１１３
が取付けられる。該第１プレーｌ−１１３には案内レー
ル１１４ｂが設けられ案内軸受１１４ａを介して第２プ
レート１１５が取付けられ、さらに第２プレート１１５
にはテーバゲージ１１６がボルト１１７で螺着される。

テーバゲージ１１６はワークの種類に応じて交換できる
ようになっている。

而して、固定台１００の傾斜面１００ａ上に基準ワーク
あるいは加工ワークを載置し、基準ワークあるいは加工
ワークの端面がストッパプレート１０４に当接される。

テーパゲージ１１６が基準ワークあるいは加工ワークの
端面に嵌合し得るように、第１プレート１１３の取手１
１３ａを作業者がＸ、ＹおよびＺ軸方向に操作して位置
決めする。

計測子１０６ａがブロックゲージ１０５の先端部１０５
ａに、計測子１０６ｂが基準ワークあるいは加工ワーク
に当接されて、インジケータ１０８ａ、１０８ｂの計測
値を出力する。

なお、基準ワークの場合にはインジケータ１０８ａ、１
０８ｂの計測値を値をＯにセットし、加工ワークの場合
におけるインジケータ１０８ａ、１０８ｂの計測値とし
てΔＮ＋、△１２を出力する。

この△ｌ１１．△１２の出力値をＮＣ制御装置に入力す
ることによって本発明の加工位置補正装置が作動して加
工位置補正がなされ、次いで所定の端面加工あるいは面
取り加工がなされる。

（４）本発明の構成を前記した基本原理に基づき具体的
に説明する。

第１図は本発明の構成を示す制御ブロック図である。

第１図において、ＣＰＵ　（中央処理装置）１に加工プ
ログラム原点Ｏｐから基準ワークの端面までの長さＬｌ
［ｌ、Ｌ２０等を画面付キーボード２から入出力装置２
ａを介して入力される。

すでに述べた機外計測装置で加工ワークにおける加工プ
ログラム原点６Ｐからワーク端面までの計測値△１１．
△１２をインジケータ１０８ａ。

１０８ｂで計測し、その誤差値へ１１．Δ１２をインタ
ーフェイス３を介して自動的に入力し、計測値△１２・
メモリ１１に計測値△１２が一旦記憶される。計測値△
Ｉｌトメモリ１２に計測値へ１＋が一旦記憶される。Ｎ
Ｃ加工プログラムデータがペーパーテープ４から入出力
装置４ａを介してＮＣ加工プログラムデータ・メモリ５
に記憶されている。

位置送り出し手段６は補間器、位置制御回路６ａ、アン
プ６ｂおよびサーボモータ６Ｃから構成される装置送り
出し手段６が位置データによって制御される。その位置
データすなわち機械座標値Ｚｎ（Ｍ）が機械座標値・メ
モリ７に常時取り込まれる。

画面付キーボード２からのワーク座標系設定信号により
アンド・ゲート８を開かせ、機械座標値・メモリ７に記
憶された機械座標値Ｚｎ（Ｍ）がアンド・ゲート８を通
過して、ワーク座標系設定データ・メモリ９に記憶され
る。

予め、基準ワークの長さであるプログラム座標値１−２
ｏ、Ｌｌｏが画面付キーボード２より入力されて、夫々
の値Ｌ２０．Ｌｌｌ＋がプログラム座標値・メモリ１０
およびプログラム座標値・メモリ１３に記憶される。

プログラム座標値・メモリ１０に記憶されたプログラム
座標値Ｌ　２０が第１演算手段１６と第３演算手段１８
に、プログラム座標値・メモリ１３に記１．ｑされたプ
ログラム座標値１．　ｔｏが第２演算手段１７と第３演
算手段１８に取り込まれる。

機外計測装置の入力スイッチによるデータセット信号が
アンド・ゲート１４とアンド・ゲート■５を開かせ、計
測値△１２・メモリ１１に記憶された計測値へ１２がア
ンド・ゲート１４を通過して、第１演算手段１６と第３
演算手段１８に取り込む。計測値△ｌｌトメモリ１２に
記憶された計測値△１１がアンド・ゲート１５を通過し
て、第２演算手段１７と第３演算手段１８に取り込む。

而して、第１演算手段１６では加工プログラム原点６Ｐ
からワーク端面の一方の長さＬ２がＬ２＝Ｌ２０−△１
２、　第２演算手段１７では加工プログラム原点Ｏｐか
らワーク端面の他方の長さＬｌが　ＬＩ＝ＬｌＯ−△ｌ
Ｉ、　および第３演算手段１８ではワークの全長しが Ｌ−（Ｌｚｏ−Ｌｌｏ）−△１１＋へ１２の演算処理に
より求められる。

第１演算手段１６および第２演算手段１７で求めた夫々
のワーク端面の長さＬｌ、Ｌ２が加工位置・メモリ１９
に記憶されて前の値と書替えられる。

第３演算手段で求めたワークの全長りは自動化における
管理データとしてワーク全長実測値・メモリ２０に記憶
される。

加工位置・メモリ１９に記憶されたＬｌ、Ｌ２がＮＣ加
工プログラムデータ・メモリ５に転送され、ＮＣ加工プ
ログラムが動作し所定の端面加工あるいは面取り加工が
行われる。

（５）本発明の動作について説明する。

まず、テーバゲージ１１６．ブロックゲージ１０５を有
する機外計測装置に基準ワークＷｏをセットし、夫々の
計測子１０６ａ、１０６ｂを基準ワーク端面およびブロ
ックゲージ面に当接させる。

夫々の計測子１０６ａ、１０６ｂを当接させた状態でイ
ンジケータ１０８ａおよび１０８ｂをＯに設定する。基
準ワークを計測装置から取り外し、加工しようとするワ
ークを順にセットして、夫々の計測子１０６ａ、１０６
ｂをワーク端面およびブロックゲージ面に当接させ、イ
ンジケータ１０８ａおよび１０８ｂの変位を出力し加工
プログラ広原点Ｏｐから各ワーク端面までの長さの計測
値△ｎ＋、△Ｎ２が求められる。

この計測値△β１．△７！２と基準ワークのプログラム
座標値Ｌｌ（１，Ｌ、２０とから第１演算手段１６でＬ
　２　＝　Ｌ：、ｏ−△！２．第２．算手段１７でＬＩ
−Ｌｌｏ−△ａ１．および第３演算手段でＬ＝（Ｌ：ｔ
ｏ　−１−ｔｏ　）−△２１＋△７！２の演算処理を行
って、夫々の値Ｌ１とｉ−２を加工位置メモリ１９に、
値りをワーク全長実測値・メモリ　２０に記憶し、次い
でＬｌ、Ｌ２をＮＣ加工プログラムデータ・メモリ５に
転送してＮＣ自動運転が開始され、所定の端面加工ある
いは面取り加工が施される。

〔効果〕

本発明の装置を採用することによりＮＣ工作機械特にＮ
Ｃ旋削工作機械でワークの端面あるいは端部面取り加工
を行う際に加工位置の補正が自動的に行われるので、そ
の補正は迅速でしかも正確に処理出来る。而して、端面
あるいは端部面取り加工の時間が従来に比べて大巾に短
縮化され延いては生産性の向上につながる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す制御プロ、り図である。第
２図は前工程でテーパ部を有した内径を加工したワーク
の端面加工あるいは面取り加工を行う場合、ワークの内
径テーパ部両センタで支持した状態の説明図である。 第３図は誤差へ！１．△β２を計測する機外計測装置の
モデル説明図である。 第４図は機外計測装置の一部平面断面図、第５図は第４
図の１矢視図、第６図は第４図の■矢視図および第７図
は第４図の■矢視図である。 １・・・ＣＰＵ　　　　　　　２・・・画面付キーボー
ド５・・・ＮＣ加工プログラムデータ・メモリ６・・・
位置送り出し手段　７・・・機械座標値・メモリ９・・
・ワーク座標系設定データ・メモリ１６・・・第１演算
手段　　　１７・・・第２演算手段１８・・・第３演算
手段　　　２０・・・ワーク全長大’ｔＪＩＩＩ値・メ
モリ Ｈ・・・チャック　　　　　Ｄ・・・爪Ｃ１，Ｃ２・・
・センタ ５Ｐ・・・加工プログラム　ＯＭ・・・機械原点原点 １０４・・・ス１〜ツバブレート １０５・・・プロ、クゲージ １０６ａ、１０６ｂ　−計測子 １０８ａ、　１０８ｂ・・・インジケータ１１６・・・
テーバゲージ 特許出願人　　　日立精機株式会社 ＋−ｔ−、。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＮＣ工作機械の加工位置補正装置であって、加工プログ
   ラム原点からの加工基準データを入出力せしめる入出力
   手段と、ＮＣ加工プログラムデータを記憶せしめるＮＣ
   加工プログラムデータ・メモリと、加工しようとするワ
   ークの加工プログラム原点からの加工位置の誤差を計測
   する計測装置と、該計測装置で計測した計測値と前記入
   出力手段から入力された加工基準データにより加工しよ
   うとするワークの加工プログラム原点からの加工位置を
   求める演算手段と、該演算手段で求めたワークの加工位
   置を記憶する加工位置・メモリとからなることを特徴と
   するＮＣ工作機械の加工位置補正装置。