JPS63295152A

JPS63295152A - 旋盤の工具芯出し装置

Info

Publication number: JPS63295152A
Application number: JP12783687A
Authority: JP
Inventors: Teru Tsuboi; 坪井　暉
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1987-05-25
Filing date: 1987-05-25
Publication date: 1988-12-01
Anticipated expiration: 2010-03-01
Also published as: JPH0716859B2

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】〈産業上の利用分野〉本発明は超精密旋盤の正面旋削に先だって行う芯出しに
使用する工具芯出し装置に関する。

〈従来の技術〉この種の正面旋削においては、主軸の軸線と直交方向に
摺動可能に設けた送りテーブルを送りモータにより駆動
し、主軸先端のチャックに装着されたワークを前記送り
テーブル上に設置した刃物台に支持されたバイトにより
加工している。かかる旋削においてはバイトの切削部の
先端が主軸線と一致した位置で停止させる必要があり、
バイト交換を行うとバイトの切削部の先端が主軸線と一
致した位置より送り方向及び送り方向に対し上下方向に
ずれる。このバイトの切削部の先端が主軸線とずれた状
態で旋削を行うと加工面に削り残しや傷を付ける結果と
なる。このため従来ではバイトを交換する毎に試切削を
繰り返して行い、試切削品の加工面の平面精度を測定し
て中心部の加工面が最も高精度となる位置でバイトが停
止するようバイト位置を設定してから加工を行っている
。

〈発明が解決しようとする問題点〉しかし、上述のような従来技術では、繰り返して試切削
を行うため手間及び時間を要するばかりでなく、平面精
度によりバイトの切削部の先端が主軸の軸線よりどちら
にずれているかの判断を作業者自身が行わなければなら
ない問題がある。

〈問題点を解決するための手段〉本発明は上述した問題を解決するためになされたもので
、バイトを上下方向に移動する移動モータと、前記送り
テーブル上に設置されて工作物の加工面を撮影するカメ
ラと、このカメラで撮影した画像を処理する画像処理口
と、あらかじめ記憶した基準加工面画像に基づいて前記
画像処理回路で処理した加工面画像を比較して補正量を
検出する比較検出手段と、前記送りモータと移動モータ
を制御するモータ制御手段によって構成したものである
。

く作用〉モータ制御手段により送りモータを作動させて送りテー
ブルを主軸の軸線と直交する方向に送り駆動し、送りテ
ーブル上に設置した刃物台に支持されたバイトにより、
主軸先端のチャックに装着したワークの正面旋削を行う
。旋削終了後に送りテーブル上に設置したカメラによっ
て加工面を撮影する。この撮影した加工面を画像処理装
置で画像処理し、あらかじめ記憶された基準加工面と比
較して補正方向と補正量を検出したのちモータ制御手段
によって送り量及びバイトの切削部の先端の上下位置を
補正する。

〈実施例〉以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図、第２図において、１０はベッドであり、ベッド
１０上には支持台１１．１３が設置されている。各支持
台１１．１３には固定されたガイドバー１２．１４を介
して横送りテーブル２０及び縦送りテーブル３０が互い
に直交するＸ及びＹ方向に摺動可能に案内支持されてい
る。横送りテーブル２０はねじ軸２６を介して横送りサ
ーボモータ２５によりＸ方向に往復駆動され、縦送りテ
ーブル３０はねじ軸３５を介して縦送りサーボモータ３
４によりＹ方向に往復駆動される。横送りテーブル２０
上に固定された主軸台２１はＸ方向と平行な軸線回りに
回転自在に主軸２２を軸承し、この主軸２２にはその先
端にワークＷを装着するチャック２３が設けられ、主軸
モータ２４により回転駆動される。縦送りテーブル３０
上には刃物台３１とカメラ３２が設置されている。この
刃物台３１には、シングルポイントダイヤモンドツール
等のバイト３３が固定され、チャック２３に装着されて
回転駆動されるワークＷの正面旋削を行うようになって
いる。さらにこの刃物台には、バイト３３を上下方向に
移動するための移動モータ３６が設けられている。

前記カメラ３２はワークＷの加工面と対向するように設
定されており、ワークＷの加工面を拡大撮影する。

ベッド１０上には両送りテーブル３０及び２０の変位を
検出するレーザシステム４０が設けられている。各送り
テーブル３０．２０に接続されるレーザシステム４０の
各レーザ光路４２．４３はそれぞれＹ方向及びＸ方向と
平行な伸縮管４４゜４５を有し、各伸縮管４４．４５の
大径部４６゜４７はベッド１０上に固定され、小径部４
８．４９はそれぞれ送りテーブル３０．２０に固定され
、レーザ光通路４２．４３内を通るレーザ光により各送
りテーブル３０．２０の変位を検出し、各変位に対応す
る数の変位パルスをそれぞれレーザ変位検出器４１から
出力するようになっている。

次に本実施例の制御系統について説明する。

ＣＰＵ５０にはインタフェース５１を介してパルス発生
回路５２．５３が接続され、このパルス発生回路５２．
５３はＣＰＵ５０よりパルス数信号並びにパルス分配速
度信号を受け、所定の時間間隔でモータ駆動パルスを発
生する。この駆動パルスにより縦送りサーボモータ３４
は偏差カウンタ５４及びドライブユニット５５を介して
駆動され、移動モータ３６はドライブユニット５６を介
して駆動される。

縦送りテーブル３０の変位はレーザシステム４０によっ
て検出され、この変位に対応する数の変位パルスがレー
ザ変位検出器４１から出力されて偏差カウンタ５４に与
えられる。偏差カウンタ５４は駆動パルス数と変位パル
ス数の偏差値を演算し、この偏差値に比例した電圧を発
生してドライブユニット５５に送り、ドライブユニット
５５はこの電圧を増幅し、この増幅された電圧で縦送り
サーボモータ３４を作動させるようになっている。パル
ス発生回路５２．５３、偏差カウンタ５４、ドライブユ
ニット５５．５６とでモータ制御手段５７を構成してい
る。

ＣＰＵ５０はメモリ５８とインターフェース５９とで画
像比較検出手段６０を構成している。メモリ５８にはワ
ークＷの芯出しを行った際にバイト３３が主軸２２の軸
線からＹ方向にずれた場合と上下方向にずれた場合と芯
出しが正しく行われた場合の加工面の状態を示す基準パ
ターン及び前回行なった芯出し位置が記憶されている。

前記インタフェース５９には画像処理回路６１が接続さ
れており、この画像処理回路６１はこれに接続されたカ
メラ３２により撮影された画像を３段階の明暗パターン
に画像処理を行う、また横送りサーボモータ２５を作動
させる制御系統については図示省略したが、パルス発生
回路５２、偏差カウンタ５４、ドライブユニット５５に
よって制御される縦送りサーボモータ３４と同様な構成
となっている。

以上のような構成で動作について説明する。

バイト３３を交換した後、作動を開始するとまずＣＰＵ
５０がメモリ５８より、前回の芯出しの際の送り量を読
み出して縦送りサーボモータ３４を駆動し横送りテーブ
ル３０をＹ方向に送って試旋削を行う。

試旋削が終了すると送りテーブル３０を移動してカメラ
３２を主軸２２の軸線上で停止させる。

この後、ワークＷの加工面を撮影し、この画像信号は画
像処理回路６１によって加工面の明暗のパターンを３段
階に画像処理する。

次にこの画像処理された加工面をメモリ、５８に記憶さ
れている基準画面パターンと比較して芯ずれの方向と量
を検出する。

以下、比較検出手段について説明する。

基準パターンとしては第３図、第５図、第７図。

第９図、第１１図の５種類があり、第３図は芯出しが正
常に行われた状態であり、第４図のように加工面に削り
残しや傷がない精度のよい状態である。第５図は主軸２
２の軸線よりＹ方向にバイト３３が行き過ぎてしまった
状態であり、バイト３３が行き過ぎた位置に第６図のよ
うに傷がついて溝ができてしまう。

第７図、第８図はバイト３３が主軸２２の軸線に到達し
ない場合の表面状態である。第９図、第１０はバイト３
３が主軸２２の軸線より下方向にずれた場合であり、第
１１図、第１２図はバイト３３が主軸２２の軸線より上
方向にずれた場合の表面状態であり、それぞれ端面形状
が違う削り残し部分が出てくる。

このような５種類の基準パターンと試旋削の加工面を明
暗のパターンで比較し、適合する基準パターンを選び出
す。ここで適合する基準パターンがあった場合にはその
基準パターンによる芯ずれ方向を決定し、この５種類の
基準パターンに適合しない場合は上下方向とＹ方向のそ
れぞれに芯ずれが発生している。

この場合、第５図の基準パターンと比較して傷がある時
の明暗パターンがないか判別し、ある場合については主
軸２２の軸線よりＹ方向へ行き過ぎており、傷がない場
合には主軸２２の軸線にバイトが達していないとしてＹ
方向のみの芯ずれ方向を決定する。

芯ずれ方向が判定されると画像より軸線から最外部にあ
る傷や削り残しによる線までの距離が測定され芯ずれ量
とされ、Ｙ方向の送り量が補正されてメモリ５８に記憶
される。

この後、再び試旋削が行われ、前記第３図、第５図、第
７図、第９図、第１１の基準パターンと比較され、５種
類の基準パターンのどれかに判別される。

そして、第３図の基準パターンを判別されたときには、
芯出し完了として処理を終了する。第３図の基準パター
ン以外では、各基準パターンによる芯ずれ方向と、画像
より測定される芯ずれ量から、バイト３３の上下方向位
置についてはパルス発生回路５３によって芯ずれ量に応
じたパルスをドライブユニットに送り、移動モータを駆
動してバイト３３の上下方向位置を補正する。

Ｙ方向の芯ずれについては横送りテーブル３０の送り量
を補正してメモリ５８に記憶する。

これによりバイト３３の芯出しが完了して高精度な加工
面にすることができる。

く効果〉以上のように本発明は、刃物台に装着されたバイトを上
下方向に移動する移動モータと、送りテーブル上に設置
して加工面を撮影するカメラと、このカメラの画像を画
像処理する画像処理回路と、この画像処理された画像を
あらかじめ記憶した基準加工面画像と比較して補正量を
検出する比較検出手段と、送りモータと移動モータを制
御するモータ制御手段とで構成したことにより、作業者
の判断により、芯ずれ方向を決定することなく、正確に
自動で芯出しが行える利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による旋盤の芯出し装置の一定流側の説
明図で、旋盤の平面図及び制御系統を示す図、第２図は
第１図の背面図、第３図は芯出しが完了した状態の基準
パターン、第４図は第３図の断面図、第５図、第７図、
第９図、第１１図はバイトが芯ずれ状態時の加工面の基
準パターン、第６図、第８図、第１０図、第１２図は芯
ずれ状態時の加工面の断面図である。　　１０・・・ベ
ンド、２１・・・主軸台、２２・・・主軸、３０・・・
送りテーブル（縦送りテーブル）、３１・・・刃物台、
３２・・・カメラ、３３・・・バイト、３４・・・サー
ボモータ（縦送りサーボモータ）、５７・・・モータ制
御手段、６０・・・比較検出手段、６１・・・画像処理
回路、Ｙ・・・主軸の軸線と直交する方向

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ベット上に支持された主軸台と、この主軸台に軸
承されて回転駆動される主軸と、この主軸の軸線と直交
する方向に摺動可能に前記ベッドに支持されてサーボモ
ータにより送りが与えられる送りテーブルと、この送り
テーブル上に設置されてバイトを支持する刃物台を備え
てなる旋盤において、前記バイトを上下方向に移動する
移動モータと、前記送りテーブル上に設置されて工作物
の加工面を撮影するカメラと、このカメラで撮影した画
像を処理する画像処理回路と、あらかじめ記憶した基準
加工面画像に基づいて前記画像処理回路で処理した加工
面画像を比較して補正量を検出する比較検出手段と、こ
の比較検出手段より検出した補正量に基づいて前記送り
モータと移動モータを制御するモータ制御手段によって
構成したことを特徴とする旋盤の工具芯出し装置。