JPS61131854A - Measuring apparatus for workpiece machined by lathe - Google Patents

Measuring apparatus for workpiece machined by lathe

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JPS61131854A
JPS61131854A JP25122984A JP25122984A JPS61131854A JP S61131854 A JPS61131854 A JP S61131854A JP 25122984 A JP25122984 A JP 25122984A JP 25122984 A JP25122984 A JP 25122984A JP S61131854 A JPS61131854 A JP S61131854A
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JP
Japan
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workpiece
machine
lathe
measuring
measurement
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JP25122984A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Sudo
健二 須藤
Sahei Orimoto
折本 佐平
Ryoei Inukai
犬養 了栄
Yoichi Kawada
川田 陽一
Nobuyuki Hakozaki
箱崎 信之
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/24Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/20Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring workpiece characteristics, e.g. contour, dimension, hardness

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Abstract

PURPOSE:To efficiently carry out a measurement of machining with pinpoint accuracy by providing a measuring apparatus for a workpiece machined by a lathe with means for correcting a setup error of a workpiece, an accuracy error of a machine, and an error due to thermal deformation when a machining and a measurement are carried out by a large lathe using the indication of a present position. CONSTITUTION:A measuring apparatus for a workpiece machined by a lathe is provided with a laser length measuring machine 11 for an X axis of a machine, a laser length measuring machine 9 for a Z axis, a laser length measuring machine 8 for straightness, and a laser length measuring machine 10 for tilt. Further, the measuring apparatus automatically corrects data measured by laser at all times using an interface 14 for correction, an air sensor 15, and an object temperature sensor 16-A, 16-B to keep various dimensions measured by laser unchanged for minimizing effects on a measuring accuracy due to thermal deformation of a workpiece 4. The measuring apparatus is also provided with a microcomputer 17 for storing data from an interface 13 for the length measuring machines and for performing arithmetic operations on the data, a present position indicating unit 19 for indicating the result of the arithmetic operation, and a touch sensor 12 taking the place of a cutting tool tip for accurately measuring the axial diameter and length of the workpiece.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は旋盤加工物測定装置に係り、特に大型旋盤の積
載加工物の段取誤差および機械精度誤差等を′補正し、
加工物の真の寸法測定を可能とするのに好適な旋盤加工
物測定装置に関するものである。。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a lathe workpiece measuring device, and particularly to a device for measuring workpieces on a lathe, which corrects setup errors and machine precision errors of loaded workpieces on a large lathe.
The present invention relates to a lathe workpiece measuring device suitable for making it possible to measure the true dimensions of a workpiece. .

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来、大型工作機械における加工物の仕上精度測定は、
マイクロメータあるいは弓ゲージ等を用いて直接測定す
る場合と、機械の各軸に取り付けた専用の高分解能を有
するスケールを用いて、現在位置表示を行い、これを基
準として測定する場合とがある。前者の場合は、その都
度、大型のマイクロメータや弓ゲージを準備しなければ
ならず。
Traditionally, the finishing accuracy measurement of workpieces on large machine tools is
There are cases in which direct measurement is performed using a micrometer or bow gauge, and cases in which the current position is displayed using a dedicated high-resolution scale attached to each axis of the machine, and measurements are made using this as a reference. In the former case, you will need to prepare a large micrometer or bow gauge each time.

多大の時間、労力および測定ノウハウを必要とする。一
方、後者の場合は、機械送り軸の動きにより測定可能で
あるため、単純でしかも短時間で測定することができる
という利点がある。第1表は従来の現在位置表示機能を
応用した計測の文献例である。
It requires a lot of time, effort and measurement know-how. On the other hand, in the latter case, since it can be measured by the movement of the mechanical feed axis, it has the advantage that it is simple and can be measured in a short time. Table 1 is an example of literature on measurement using the conventional current position display function.

第   1   表 ところが、大型工作機械になるほど加工物の段取誤差あ
るいは機械精度の影響を受けやすく、現在位置表示と、
真の寸法との間の誤差が拡大し、高精度を要求される部
位については、結局、大型マイクロメータあるいは弓ゲ
ージ等を使わざるを得ない状況にある。
Table 1 However, the larger the machine tool, the more likely it is to be affected by setup errors or machine precision of the workpiece, and the current position display and
The error between the actual size and the actual size increases, and for parts that require high precision, a large micrometer or bow gauge must be used.

以下、従来の大型工作機械、特に大型旋盤における現在
位置表示機能の使用上の問題点について説明する。
Hereinafter, problems in using the current position display function in conventional large machine tools, particularly large lathes, will be explained.

(1)第1に加工物の段取誤差による影響があげられる
(1) First, there is the influence of setup errors of the workpiece.

第9図は大型旋盤における加工物の段取誤差を示す説明
図で1機械本体と加工物との関係が示しである。1は主
軸ヘッドストック、2は主軸面板、3は加工物用ヘッド
、4は加工物、5は振れ止め、6はキャリジ、7はキャ
リジベッド、20はバイトである。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the setup error of a workpiece in a large lathe, and shows the relationship between the machine body and the workpiece. 1 is a spindle head stock, 2 is a spindle face plate, 3 is a workpiece head, 4 is a workpiece, 5 is a steady rest, 6 is a carriage, 7 is a carriage bed, and 20 is a cutting tool.

一般に旋盤にロータシャフト等の大型かつ長尺の軸物加
工物を積載する場合は、一端を主軸面板2でチャックし
、他端を振れ止め5で支持する。加工物重量が大きい場
合、心軸合わせによる他端支持に対して振れ止め支持の
方が積載能力が高く、かつ、加工物自身の変形防止効果
があり、さらに、段取剛性向上により重切削が可能であ
る等の理由により振れ止め支持することが多い。
Generally, when loading a large and long shaft workpiece, such as a rotor shaft, on a lathe, one end is chucked by the spindle face plate 2, and the other end is supported by a steady rest 5. When the weight of the workpiece is large, steady rest support has a higher loading capacity than support at the other end by aligning the center axis, and has the effect of preventing deformation of the workpiece itself.Furthermore, the improved setup rigidity makes heavy cutting easier. It is often supported by a steady rest because it is possible.

振れ止め5は、任意の外径を支持できるように上下、左
右方向の調整機能を有するが、これが逆に問題となり、
機械軸CMと加工物軸CWとの間に芯ずれが発生しやす
い。また、この芯ずれ量は測定が困難であり、加えて加
工物重量が大きい場合、微妙な修正がさらに困難である
The steady rest 5 has adjustable functions in the vertical and horizontal directions so that it can support any outside diameter, but this poses a problem.
Misalignment is likely to occur between the machine axis CM and the workpiece axis CW. Furthermore, it is difficult to measure the amount of misalignment, and in addition, when the weight of the workpiece is large, it is even more difficult to make subtle corrections.

通常は主軸面板2と振れ止め5間の概略芯出し後、加工
物4を回転し、回転振れまわりを修正した後、アイドル
回転を続け、加工物4が主軸面板2から抜は出さないこ
とを確認し1段取り終了として加工工程に入っている。
Normally, after roughly aligning the center between the spindle face plate 2 and the steady rest 5, the workpiece 4 is rotated, the rotational whirlpool is corrected, and then idle rotation is continued to ensure that the workpiece 4 does not come out of the spindle face plate 2. After checking, the first setup is completed and the processing process begins.

したがって、加工物4は、CMとCWとがαなる角度で
ずれているため、バイト20により加工物外径を直線切
削、あるいは、′64A定を行うと、主軸而板2側直径
DAと振れ止め5側直径り、どの間に誤差を生ずること
になる。
Therefore, since the CM and CW of the workpiece 4 are deviated by an angle α, when the outside diameter of the workpiece is cut in a straight line with the cutting tool 20, or when the diameter of the workpiece is set at An error will occur between the diameter of the stopper 5 and the diameter.

(2)第2に機械の真直度による影響があげられる。(2) The second factor is the influence of the straightness of the machine.

第10図は大型旋盤における真直度誤差を示す説明図で
、キャリジベッド7と加工物4との関係を示しである。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the straightness error in a large-sized lathe, and shows the relationship between the carriage bed 7 and the workpiece 4.

一般に大型工作機であるほど長尺ストロークの軸の真直
度調整は困難であり、かつ、−担修正すればよいという
わけではなく、機械の摩耗ゆるみなどの経年変化、地盤
沈下(または隆起)による基礎の変形および重量物積載
等による機械のたわみ変形などの理由により時々刻々変
化している。したがって、大型機械に対しては。
In general, the larger the machine tool, the more difficult it is to adjust the straightness of the shaft for a long stroke. It changes from time to time due to reasons such as deformation of the foundation and bending and deformation of the machine due to loading of heavy objects. Therefore, for large machines.

定期的な精度修正が必要不可欠となっているが、特に旋
盤の場合は、キャリジベッド7が図に示すように真直度
が低下して変形していると、キャリジ6とその上にある
バイト2oも直線運動をせず、蛇行するため、加工物外
径切削の場合。
Periodic accuracy correction is essential, but especially in the case of a lathe, if the carriage bed 7 is deformed due to a decrease in straightness as shown in the figure, the carriage 6 and the tool 2o on it When cutting the outer diameter of the workpiece, since it does not move in a straight line but moves in a meandering direction.

誤差を生じる。さらに、蛇行量は直径に対して2倍に拡
大されるため、加工および測定における大きな誤差要因
となる。
cause an error. Furthermore, since the amount of meandering is twice as large as the diameter, it becomes a major error factor in processing and measurement.

(3)第3に機械の走行がたによる影響があげられる。(3) Thirdly, there is the influence of the running movement of the machine.

第11図は大型旋盤における走行かたを示す説明図で、
キャリジ6の走行と加工物4との関係を示しである。2
1はZ軸方向に取り付けたスケール、22−A、22−
Bはそれぞれスケールの読み取りヘッドを示す、キャリ
ジベッド7とキャリジ6との間にがたが発生すると1図
に示すように、走行方向および位置に応じてΔθなる傾
きを生じる。Δ0を拡大する要因としては、キャリジベ
ッド7の真直度低下が上げられる。
Figure 11 is an explanatory diagram showing the running method on a large lathe.
The relationship between the travel of the carriage 6 and the workpiece 4 is shown. 2
1 is a scale installed in the Z-axis direction, 22-A, 22-
B indicates the read head of the scale. When play occurs between the carriage bed 7 and the carriage 6, as shown in FIG. 1, a tilt of Δθ is caused depending on the traveling direction and position. One of the factors that increases Δ0 is a decrease in the straightness of the carriage bed 7.

このとき、キャリジ6が傾くと、Z軸に取り付けられた
スケール21によるキャリジ移動量H6と実際にバイト
20の刃先が移動した移動量Hとの間には軸方向に誤差
が生じることになる。
At this time, if the carriage 6 is tilted, an error will occur in the axial direction between the carriage movement amount H6 caused by the scale 21 attached to the Z-axis and the movement amount H by which the cutting edge of the cutting tool 20 actually moves.

軸方向誤差はバイト20とスケール21との距離Kに比
例して拡大するが1機械のレイアウト上距離Kを小さく
することは困難であり、微少な傾きΔθが発生しても、
軸方向誤差は大きく現われてくる。したがって、いかに
スケール単体の精度がよくても、現在位置表示による加
工あるいは測定には誤差を生じてしまうことになる。
The axial error increases in proportion to the distance K between the cutting tool 20 and the scale 21, but it is difficult to reduce the distance K due to the layout of one machine, and even if a slight inclination Δθ occurs,
The error in the axial direction becomes large. Therefore, no matter how accurate the scale itself is, errors will occur in processing or measurement based on the current position display.

(4)第4にスケール21と加工物4との温度変化の影
響があげられる。
(4) Fourthly, there is the influence of temperature changes between the scale 21 and the workpiece 4.

一般に現在位置表示に用いられるスケール21は精度部
品で構成されるため、ベッドカバー内等の外部から隔離
された空間に取り付けられる。したがって、加工物4と
スケール21とは同一空間上になっていないため、昼夜
あるいは夏冬等による気温の変化に応じて加工物4の熱
変形量のスケール21の熱変形量とが異なる。
The scale 21, which is generally used for displaying the current position, is made of precision parts and is therefore installed in a space isolated from the outside, such as inside a bed cover. Therefore, since the workpiece 4 and the scale 21 are not in the same space, the amount of thermal deformation of the workpiece 4 differs from the amount of thermal deformation of the scale 21 depending on changes in temperature during day and night, summer and winter, and the like.

しかも、その相対関係が時々刻々変化するため、同一の
加工物4を同一の機械で、同一の寸法(スケール21に
よる現在位置表示を用いる)で加工あるいは測定しても
同じ結果にならず。
Moreover, since the relative relationship changes from time to time, even if the same workpiece 4 is processed or measured with the same machine and the same dimensions (using the current position indication by the scale 21), the results will not be the same.

誤差を生ずることになる。さらに、加工物4が長尺であ
れば、誤差がさらに拡大されることになる。
This will result in an error. Furthermore, if the workpiece 4 is long, the error will be further magnified.

以上述べたように、大型旋盤においては、加工物の段取
りの影響1機械端度の影響、気温変化による熱変形の影
響等により、従来方法によれば、如何に高精度、高分解
能を有するスケールを取り付けた現在位置表示を用いて
も加工あるいは測定には必らず誤差が生ずることになる
As mentioned above, in large lathes, due to the influence of setup of the workpiece, influence of machine precision, influence of thermal deformation due to temperature changes, etc., it is difficult to obtain a scale with high precision and high resolution according to conventional methods. Even if a current position display is used, errors will inevitably occur in processing or measurement.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、大型旋盤における現在位置表示を用いて加工
、測定を行うときに、加工物の段取誤差2機械の精度誤
差、熱変形誤差をすべて補正して高精度かつ高能率の加
工物測定を行うことができる旋盤加工物測定装置を提供
することにある。
The present invention has been made in view of the above, and its purpose is to prevent setup errors, machine precision errors, and thermal deformation of the workpiece when machining and measuring using the current position display on a large lathe. It is an object of the present invention to provide a lathe workpiece measuring device capable of correcting all errors and measuring workpieces with high precision and efficiency.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の特徴は1機械のX軸移動距離測定用セ℃ ンち、2軸移動距離測定用センサと、Z軸真直度測定用
センサと、機械傾き測定用センサと、上記各センサの加
工物の熱変形による測定誤差を補正するための物体温度
センサと、上記各センサpらのデータを記憶するともに
必要な演算を行う演算装置と、この演算装置による演算
結果を表示する表示装置と、上記演算装置へのデータ入
力信号を発生する上記機械に取り付けた上記加工物の必
要部分にタッチさせるタッチセンサとを備え、上記加工
物の段取誤差、上記機械の精度誤差および上記加工物の
熱変形誤差を自動補正して上記加工物り の軸径、軸長を測定する構成としそ点にある。
The features of the present invention include a sensor for measuring X-axis movement distance of one machine, a sensor for measuring two-axis movement distance, a sensor for measuring Z-axis straightness, a sensor for measuring machine inclination, and a workpiece of each of the above sensors. an object temperature sensor for correcting measurement errors due to thermal deformation of the sensor p, an arithmetic device that stores the data of each sensor p and others and performs necessary calculations, a display device that displays the calculation results of the arithmetic device; A touch sensor attached to the machine that generates a data input signal to an arithmetic unit is provided to touch a necessary part of the workpiece, and the touch sensor is configured to detect setup errors of the workpiece, precision errors of the machine, and thermal deformation of the workpiece. The present invention is designed to automatically correct errors and measure the axial diameter and axial length of the workpiece.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下本発明を第1図〜第7図に示した実施例および第8
図を用いて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention shown in FIGS. 1 to 7 and 8.
This will be explained in detail using figures.

第1図は本発明の旋盤加工物測定装置の一実施例を示す
全体構成図である。第1図において、1は主軸ヘットス
トック、2は主軸面板、3は加工物用ベッド、4は加工
物、5は振れ止め、6はキャリジ、7はキャリジベッド
、8は真直度用レーザ測長器、9はZ軸周レーザ測長器
、10は傾き用レーザ測長器、11はX軸用レーザ測長
器、12はバイト刃先にかわるタッチセンサ、13は各
測長器用インターフェース、14はレーザ測長器の補正
用インターフェース、15は気圧、温度をフィードバッ
クするエアセンサ、16−A。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a lathe workpiece measuring device of the present invention. In Fig. 1, 1 is the spindle headstock, 2 is the spindle face plate, 3 is the workpiece bed, 4 is the workpiece, 5 is the steady rest, 6 is the carriage, 7 is the carriage bed, and 8 is the laser length measurement for straightness. 9 is a Z-axis circumferential laser length measuring device, 10 is a tilt laser length measuring device, 11 is an X-axis laser length measuring device, 12 is a touch sensor that replaces the tool cutting edge, 13 is an interface for each length measuring device, 14 is a A correction interface for the laser length measuring device; 15 is an air sensor that feeds back atmospheric pressure and temperature; 16-A;

16−Bは被測定物の熱変形に応じて測定補正するため
の物体温度センサ、17は測長器用インターフェース1
3からのデータを記憶、演算を行うマイクロコンピュー
タ、18はコンピュータ補正演算結果を表示する表示用
インターフェース、19は現在位置表示装置である。
16-B is an object temperature sensor for correcting measurement according to thermal deformation of the object to be measured; 17 is an interface 1 for length measuring device;
A microcomputer stores data from 3 and performs calculations, 18 is a display interface for displaying computer correction calculation results, and 19 is a current position display device.

第2図は第1図の鳥味図である。第2図において、10
0−A、100−B、100−C:はそれぞれレーザ測
長器用架台で、101はレーザ発振器用カバーである。
FIG. 2 is a bird's-eye view of FIG. In Figure 2, 10
0-A, 100-B, 100-C: are stands for the laser length measuring device, and 101 is a cover for the laser oscillator.

加工物4の段取誤差および機械精度誤差は、Y軸の縦方
向にも発生するが、各種レーザ、センサ類を加工物軸と
ほぼ同一高さに合わせることによりY軸方向誤差の測定
精度への影響を最少に抑えて測定システムの簡素化を図
っである。
Setup errors and machine accuracy errors for workpiece 4 also occur in the vertical direction of the Y-axis, but by aligning various lasers and sensors at almost the same height as the workpiece axis, the measurement accuracy of errors in the Y-axis direction can be improved. The aim is to simplify the measurement system by minimizing the influence of

次に、第1図の加工物(被測定物)4の軸径および軸長
の測定原理について説明する。
Next, the principle of measuring the axial diameter and axial length of the workpiece (object to be measured) 4 shown in FIG. 1 will be explained.

第3図は加工物4の軸径測定原理図である。軸径測定に
最も大きく影響を与えるものは、加工物4の段取誤差に
よる芯すれと、機械のZ軸方向左右真直度である。そこ
で、図に示す加工物4がαなる角度で機械軸に対して芯
ずれを生じ、かつ、キャリジベッド7が真直度低下して
蛇行しているとする。軸径測定に使用するレーザ測長器
は、真直度用レーザ測長器8とZ軸周レーザ測長器9お
よびX軸周レーザ測長器11である。機械を基準位置(
機械原点)に移動し、レーザ測長器8,9゜11をリセ
ットした後、機械をZ軸方向に移動して、全ストローク
にわたりZ軸真直度をあらかじめ測定しておく、このと
きのデータにより、任意のZ軸移動距離に応じた真直度
ΔXがわかる。次に、あらかじめ定めた加工物4の基準
点P工、P2の外径寸法D1. D、をマイクロメータ
あるいは弓ゲージ等で直接精密alff定する。次に、
タッチセンサ12を機械基準位置から移動し、基準点P
1゜P2 にタッチさせ、このときの移動量X、、、Z
工およびX、、 Z、を求める。この際、2.、22に
対応した機械真直度AXよ、4x、が求まり、以上のデ
ータにより、真直度用レーザ測長器8のレーザビームB
e1Iと加工物4の軸心との相対関係が明確化される。
FIG. 3 is a diagram showing the principle of measuring the shaft diameter of the workpiece 4. The things that have the greatest influence on the shaft diameter measurement are the misalignment of the workpiece 4 due to setup errors and the left and right straightness of the machine in the Z-axis direction. Therefore, it is assumed that the workpiece 4 shown in the figure is misaligned with respect to the machine axis at an angle α, and the carriage bed 7 is meandering with a decrease in straightness. The laser length measuring devices used for shaft diameter measurement are a straightness laser length measuring device 8, a Z-axis circumference laser length measuring device 9, and an X-axis circumference laser length measuring device 11. Set the machine to the reference position (
After moving the machine to the machine origin) and resetting the laser length measuring devices 8, 9゜11, move the machine in the Z-axis direction and measure the Z-axis straightness over the entire stroke in advance. Based on the data at this time. , the straightness ΔX corresponding to an arbitrary Z-axis movement distance can be found. Next, the outer diameter dimension D1 of the predetermined reference point P of the workpiece 4, P2. D, is directly determined precisely with a micrometer or a bow gauge. next,
Move the touch sensor 12 from the machine reference position and move it to the reference point P.
1゜Touch P2 and change the amount of movement X,...,Z
, and X, Z. At this time, 2. The mechanical straightness AX, 4x, corresponding to
The relative relationship between e1I and the axis of the workpiece 4 is clarified.

したがって、加工物4の任意の点P0 における外径D
I、は、機械移動点タッチセンサ12をタッチさせ、こ
のときの移動tXo、Z0およびΔXO(機械真直度)
により求めることができる。
Therefore, the outer diameter D at any point P0 of the workpiece 4
I is the movement tXo, Z0 and ΔXO (machine straightness) when the machine movement point touch sensor 12 is touched.
It can be found by

第4図は軸径測定模式図である。次に第4図を用いてさ
らに詳細な説明を行う。第4図において。
FIG. 4 is a schematic diagram of shaft diameter measurement. Next, a more detailed explanation will be given using FIG. 4. In Fig. 4.

真直度用レーザビームBew+と加工物軸心との相対関
係は、Q□、R□g R4p Qzの四角形によって決
定される。このとき、QoとR工との間の距@L工は、
 Dll Xl、Δx1の既知の測定データを用いて表
わすことができ、Q2とR2との間の距ML2について
も同様で+ D21 X21  ΔX2 のデータを用
いて表わすことができる。また、R1とR7との間の距
離もレーザ測長データz2とZlとの差(Z、−Z、)
として表わすことができる。したがって、加工物4の任
意の点P、における外径り。
The relative relationship between the straightness laser beam Bew+ and the workpiece axis is determined by the rectangle Q□, R□g R4p Qz. At this time, the distance between Qo and R-work @L-work is
It can be expressed using known measurement data of Dll Xl and Δx1, and similarly, the distance ML2 between Q2 and R2 can be expressed using data of +D21 X21 ΔX2. In addition, the distance between R1 and R7 is also the difference between the laser length measurement data z2 and Zl (Z, -Z,)
It can be expressed as Therefore, the outer diameter at any point P of the workpiece 4.

1’;II:、LlとL2より比例計算によってり。を
求め、タッチセンサ12によって得られる点pHまでの
移動距IIII!XI、と真直度Δx0とを差し引き演
算することによって求めることができる。すなわち、D
、は、 D、=2 (Lo−X。−ΔX、)   −−−−−−
(1)で表わされる。
1'; II:, by proportional calculation from Ll and L2. , and the moving distance III to the point pH obtained by the touch sensor 12! It can be obtained by subtracting XI and straightness Δx0. That is, D
, is D,=2 (Lo−X.−ΔX,) −−−−−−
It is expressed as (1).

以上のように、あらかじめZ*III全ストロークの真
直度と、基準点の外径り、、D2を測定しておけば、以
後は任意の位置での加工物4の外径測定が可能となる6 第5図は加工物4の軸長測定原理図である。加工物4の
軸長測定対象点A、Btjll’l定する場合、タッチ
センサ12を用いてA、8点にタッチさせ、その間の移
動距離2A、 2.の差(Z、−ZA)をとれば、求め
る軸長H= (Z、−ZA)として表わすことができる
はずであるが1図に示すように、キャリジ6が機械的が
たにより角QA、Q、なる傾きを生じたとすると、単な
る(Z、−Z、)では誤差を発生する。そこで、傾き用
レーザ測長器loとX軸用レーザ測長器11とを用いて
、A、B両点テノデータXAlznt θ1およびX、
、Z、、θ3を求めることにより、演算補正して真の軸
長Hを求めるようにする。
As mentioned above, if you measure the straightness of the entire Z*III stroke and the outer diameter of the reference point, D2 in advance, you can subsequently measure the outer diameter of the workpiece 4 at any position. 6 FIG. 5 is a diagram showing the principle of measuring the axial length of the workpiece 4. When determining the axial length measurement points A and Btjll'l of the workpiece 4, the touch sensor 12 is used to touch the 8 points A and Btjll'l, and the movement distance therebetween is 2A.2. If we take the difference (Z, -ZA) between them, we should be able to express the desired axial length H = (Z, -ZA). However, as shown in Figure 1, the angle QA, If a slope of Q is generated, a mere (Z, -Z,) will cause an error. Therefore, using the laser length measuring device lo for inclination and the laser length measuring device 11 for the X axis, both point A and B teno data XAlznt θ1 and X,
, Z, , θ3, the true axial length H is calculated and corrected.

第6図は軸長測定模式図であり、以下、第6図を用いて
さらに詳細な説明を行う。第6図において、求める軸長
寸法Hを一辺とする四角形AA’ B’ Bにおいて、
AA’はXA、BB’はX。
FIG. 6 is a schematic diagram for measuring the axial length, and a more detailed explanation will be given below using FIG. 6. In Fig. 6, in a quadrilateral AA'B' B whose side is the desired axial length H,
AA' is XA, BB' is X.

A’ B’ はCZm−Z、)により求まり、かつ、角
AA’ BとBB’A’ とはそれぞれOA、θ、によ
り求めることができ、四角形AA’ B’ B形状が決
定される。したがって寸法Hは、この四角形^A’ B
’ Bの幾何学的計算によって算出することができる。
A'B' can be found by CZm-Z, ), and the angles AA'B and BB'A' can be found from OA and θ, respectively, and the shape of the quadrilateral AA'B'B is determined. Therefore, the dimension H is this square ^A' B
' It can be calculated by geometric calculation of B.

この際、XA、X、を求める場合に、前述の軸径測定原
理を用いることはいうまでもない。
At this time, it goes without saying that when determining XA and X, the aforementioned axis diameter measurement principle is used.

なお、加工物4の熱変形による測定精度への影響を最少
とするため、第1図に示す補正用インターフェース14
とエアセンサ15および加工物近傍に取り付けた物体温
度センサ16−A、16−Bによりレーザ測定データは
常に自動補正し、加工物4が熱変形を生じても、各種レ
ーザ測長寸法が変化しないような構成としてある。
Note that in order to minimize the influence of thermal deformation of the workpiece 4 on measurement accuracy, the correction interface 14 shown in FIG.
The laser measurement data is always automatically corrected by the air sensor 15 and object temperature sensors 16-A and 16-B installed near the workpiece, so that even if the workpiece 4 undergoes thermal deformation, various laser measurement dimensions do not change. It has a simple structure.

次に、第1図のマイクロコンピュータ17における各種
演算を含めた各種処理の一実施例を第7図に示したフロ
ー、チャートを用いて説明する。
Next, an embodiment of various processes including various calculations in the microcomputer 17 of FIG. 1 will be described using the flow and chart shown in FIG.

まず、■で機械を基準点に移動する0次に、■で各レー
ザ測長器をゼロリセットする。そして、CのでZ軸全ス
トロークの真直度測定を行う。なお。
First, move the machine to the reference point in step 2. Next, reset each laser length measuring device to zero in step 2. Then, at step C, the straightness of the entire Z-axis stroke is measured. In addition.

このときの真直度測定データの一洲を第8図に示しであ
るが、全ストロークの連続したデータは得られないので
、定められたピッチにより測定を行い、各ピッチ間の任
意の位置の真直度は比例計算によって求める。次に、■
では真直度データをマイクロコンピュータ17に記憶す
る。■では真直度データを噴独でプリントアウトする。
The straightness measurement data at this time is shown in Fig. 8. However, since continuous data for the entire stroke cannot be obtained, measurements are taken at specified pitches, and the straightness at any position between each pitch is measured. The degree is determined by proportional calculation. Next, ■
Then, the straightness data is stored in the microcomputer 17. ■In the next step, print out the straightness data.

また、■ではマイクロメータ、弓ゲージ等で基準径D工
Also, in ■, the standard diameter is D using a micrometer, bow gauge, etc.

D2を測定し、■でその測定データをマイクロコンピュ
ータ17にキー人力する。一方、 tag)ではタッチ
センサ12によりDl をタッチし、■でタッチ信号に
よりX□、Z□のデータをマイクロコンピュータ17に
入力する。また、[相]でタッチセンサ12によりD8
にタッチし、0でタッチ信号によりX、、 Z、のデー
タをマイクロコンピュータ17に入力する6 0では、
■、■、■、0のデータにより基準光軸ビームに対する
加工物相対位置をマイクロコンピュータ17で演算する
60では物体温度による加工物熱変形に対応して各レー
ザ測長器のデータを自動補正する。以上が初期データ入
力である。
D2 is measured, and the measured data is entered into the microcomputer 17 in step 2. On the other hand, at (tag), Dl is touched by the touch sensor 12, and at (■), the data of X□ and Z□ is input to the microcomputer 17 by a touch signal. Also, in [phase], D8 is detected by the touch sensor 12.
At 0, the data of X,, Z, is input to the microcomputer 17 by the touch signal.
The microcomputer 17 calculates the relative position of the workpiece with respect to the reference optical axis beam using the data of ■, ■, ■, and 0. At 60, the data of each laser length measuring device is automatically corrected in response to thermal deformation of the workpiece due to object temperature. . The above is the initial data input.

次に、0では軸径測定か軸長測定かを選択する。これに
より、マイクロコンピュータ17内の演算ソフトを変え
る。軸径測定の場合は、まず、Oで測定点まで機械移動
を行い、Oでタッチセンサ12により測定点タッチを行
う、そして。
Next, at 0, either shaft diameter measurement or shaft length measurement is selected. This changes the calculation software in the microcomputer 17. In the case of shaft diameter measurement, first, the machine moves to the measurement point at O, and the touch sensor 12 touches the measurement point at O.

Oでタッチ信号によりXo、 Zoを入力し、測定点の
真直度Δx0 を演算し、さらに、基準光軸から加工物
軸心までの距INI Lo をマイクロコンピュータ1
7で演算する。oでは測定点の直径D0をマイクロコン
ピュータ17で演算する。なお。
Input Xo and Zo by a touch signal at O, calculate the straightness Δx0 of the measurement point, and further calculate the distance INI Lo from the reference optical axis to the center of the workpiece axis using the microcomputer 1.
Calculate with 7. At step o, the microcomputer 17 calculates the diameter D0 of the measurement point. In addition.

Oはレーザ測長器によるデータに自動補正を加えるため
のものである。0では加工物軸径り。
O is for adding automatic correction to the data obtained by the laser length measuring device. 0 means the workpiece axis diameter.

を表示し、OでDo をプリントする。以下、軸径測定
を繰り返す場合は、Oに戻る。
is displayed, and print Do with O. Hereinafter, if the shaft diameter measurement is to be repeated, return to O.

軸長測定の場合は、◎で測定点の一端Aまで機械移動す
る。0でタッチセンサ12によりA点をタッチし、0で
タッチ信号によりZ&lxA。
For axial length measurement, move the machine to one end A of the measurement point using ◎. At 0, the touch sensor 12 touches point A, and at 0, the touch signal causes Z&lxA.

θえをマイクロコンピュータ17へ入力する。The θ angle is input to the microcomputer 17.

Oで測定点の他端Bまで機械移動する。Oでタッチセン
サ12でB点をタッチし、0でタッチ信号によりZ、、
X、、 θ、をマイクロコンピュータ17に入力する。
The machine moves to the other end B of the measurement point at O. Touch point B with the touch sensor 12 at O, and Z by the touch signal at 0.
X,, θ, are input to the microcomputer 17.

そして、0でマイクロコンピュータ17により軸長Hを
演算する。なお、0は各測定時にデータに自動補正を加
えるためのものである。次に、oで加工物軸長Hを表示
し、ので軸長Hをプリントする。以下、軸長測定を繰り
返す場合はOに戻る。
Then, at 0, the microcomputer 17 calculates the axial length H. Note that 0 is for automatically correcting data during each measurement. Next, display the workpiece axial length H with o, and print the axial length H with . Hereafter, if the axial length measurement is to be repeated, return to O.

以上述べたように、本発明の実施例によれば、大型旋盤
における現在位置表示を利用して加工あるいは測定にお
いて、データに補正を加えるようにしであるので、加工
物4の軸径および軸長の測定を高精度、かつ、高能率で
行うことができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, data is corrected during machining or measurement using the current position display of a large lathe, so that the shaft diameter and shaft length of the workpiece 4 can be corrected. can be measured with high precision and efficiency.

また、機械補正データと、各軸移動データとを比較する
ことにより、機械自身の精度診断が可能となり、適確な
機械精度修正をすることができる。
Furthermore, by comparing the machine correction data with the movement data of each axis, it is possible to diagnose the accuracy of the machine itself, and it is possible to correct the machine accuracy appropriately.

さらに、機械が数値制御されている場合は、補正データ
を制御装置に入力することにより、より高精度なNG制
御が可能である。
Furthermore, when the machine is numerically controlled, more accurate NG control is possible by inputting correction data to the control device.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように1本発明によれば、大型旋盤におけ
る現在位置表示を用いて加工、測定を行うときに、加工
物の段取誤差1機械の精度誤差。
As explained above, according to the present invention, when machining and measuring are performed using the current position display on a large lathe, the setup error of the workpiece is 1. The precision error of the machine.

熱変形誤差をすべて補正して高精度かつ高能率の加工物
測定を行うことができ、さらに、機械補正度修正をする
ことができ、なお、機械が数値制御されている場合は、
補正データを制御装置に入力して高精度なNG制御が可
能になるという効果がある。
It is possible to perform highly accurate and highly efficient workpiece measurement by correcting all thermal deformation errors, and it is also possible to correct the degree of machine correction, and if the machine is numerically controlled,
This has the effect of allowing highly accurate NG control by inputting the correction data into the control device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の旋盤加工物測定装置の一実施例を示す
全体構成図、第2図は第1図の、@睡図、第3図は加工
物の軸径測定原理図、第4図は軸長測定模式図、第5図
は加工物の軸長測定原理図。 第6図は軸長測定模式図、第7図は第1図のマイクロコ
ンピュータにおける各種演算を含めた各種処理の一実施
例を示すフローチャート、第8図は久直度?ll’!定
データの一例を示す線図、第9図は大型旋盤における加
工物の段取誤差を示す説明図。 第10図は大型旋盤における真直度誤差を示す説明図、
第11図は大型旋盤における走行かたを示す説明図であ
る。 4・・加工物、8・・・真直度用レーザj(1長器、9
・・Z軸用レーザ測長器、10山傾き用レーザ711’
!長な、11・・X軸出レーザ測長器、[2・・・タッ
チセンサ、13・・・インターフェース、14・・・補
正用インダーフェース、15・・・エアセンサ、、L6
−A、16−13・・・物体温度センサ、12・・・マ
イクロコンピユー(ほか1名)゛−
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the lathe workpiece measuring device of the present invention, FIG. The figure is a schematic diagram of axial length measurement, and Figure 5 is a diagram of the principle of axial length measurement of a workpiece. Fig. 6 is a schematic diagram of axis length measurement, Fig. 7 is a flowchart showing an example of various processing including various calculations in the microcomputer of Fig. 1, and Fig. 8 is a straightness? ll'! FIG. 9 is an explanatory diagram showing a setup error of a workpiece in a large lathe. Fig. 10 is an explanatory diagram showing the straightness error in a large lathe;
FIG. 11 is an explanatory diagram showing how the large lathe runs. 4... Workpiece, 8... Laser j for straightness (1 length, 9
...Z-axis laser length measuring device, 10-mount tilt laser 711'
! Long, 11...X-axis laser length measuring device, [2...Touch sensor, 13...Interface, 14...Inner face for correction, 15...Air sensor, L6
-A, 16-13...Object temperature sensor, 12...Microcomputer (1 other person)゛-

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、旋盤加工物測定装置において、機械のX軸移動距離
測定用センサと、Z軸移動距離測定用センサと、Z軸真
直度測定用センサと、機械傾き測定用センサと、前記各
センサの加工物の熱変形による測定誤差を補正するため
の物体温度センサと、前記各センサからのデータを記憶
するとともに必要な演算を行う演算装置と、該演算装置
による演算結果を表示する表示装置と、前記演算装置へ
のデータ入力信号を発生する前記機械に取り付けた前記
加工物の必要部分にタッチさせるタッチセンサとを備え
、前記加工物の段取誤差、前記機械の精度誤差および前
記加工物の熱変形誤差を自動補正して前記加工物の軸径
、軸長を測定する構成としてあることを特徴とする旋盤
加工物測定装置。 2、前記機械とは、旋盤のキャリジベッド上を摺動する
キャリジである特許請求の範囲第1項記載の旋盤加工物
測定装置。 3、前記各測定用センサはレーザを用いた構成としてあ
る特許請求の範囲第1項または第2項記載の旋盤加工物
測定装置。
[Claims] 1. In a lathe workpiece measuring device, a sensor for measuring an X-axis movement distance of a machine, a sensor for measuring a Z-axis movement distance, a sensor for measuring Z-axis straightness, and a sensor for measuring a machine inclination. , an object temperature sensor for correcting measurement errors caused by thermal deformation of the workpiece of each of the sensors, an arithmetic device that stores data from each of the sensors and performs necessary calculations, and displays calculation results by the arithmetic device. a display device that generates a data input signal to the arithmetic unit; and a touch sensor that touches a necessary part of the workpiece attached to the machine that generates a data input signal to the arithmetic unit; A lathe workpiece measuring device characterized in that the lathe workpiece measuring device is configured to measure the shaft diameter and shaft length of the workpiece by automatically correcting thermal deformation errors of the workpiece. 2. The lathe workpiece measuring device according to claim 1, wherein the machine is a carriage that slides on a carriage bed of a lathe. 3. The lathe workpiece measuring device according to claim 1 or 2, wherein each of the measurement sensors uses a laser.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01240259A (en) * 1988-03-22 1989-09-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Processing machine under numerical control
JPH02106255A (en) * 1988-10-11 1990-04-18 Matsuura Tekkosho:Kk Device for detecting workpiece combinedly used for air blow of machine tool
EP0641624A1 (en) * 1993-09-07 1995-03-08 Sodick Co., Ltd. Machine tool
US5444640A (en) * 1993-01-13 1995-08-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Numerical control method for controlling various kinds of machine tools by correcting for thermal displacement
EP0985493A3 (en) * 1998-09-08 2002-05-08 Walter AG Machine tool with automatic process control/monitoring
GB2402638A (en) * 2003-06-10 2004-12-15 Hsien Lu Peng Lens apparatus and method for detecting inaccuracy of machining of finished workpiece
CN100437601C (en) * 2006-07-24 2008-11-26 西安飞机工业(集团)有限责任公司 Method for data modification and supplement for automatic rivet bracket deformation
US20100288089A1 (en) * 2009-05-15 2010-11-18 Mori Seiki Co., Ltd. Machining method and machining system
US20110283847A1 (en) * 2008-12-10 2011-11-24 Leo Schreiber Diameter Measurement in Turning Machines
US8423171B2 (en) 2007-11-05 2013-04-16 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method for processing workpiece in tool machine and behavior measurement device
CN103769949A (en) * 2012-10-18 2014-05-07 上海京美电脑机械有限公司 Workpiece detection device and method of machining machine
RU2677443C2 (en) * 2017-06-15 2019-01-16 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" Device of high-precision processing of details on lathe tools with numerical program control
CN111432966A (en) * 2018-01-25 2020-07-17 星精密株式会社 Machine tool and workpiece measuring method

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01240259A (en) * 1988-03-22 1989-09-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Processing machine under numerical control
JPH02106255A (en) * 1988-10-11 1990-04-18 Matsuura Tekkosho:Kk Device for detecting workpiece combinedly used for air blow of machine tool
US5444640A (en) * 1993-01-13 1995-08-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Numerical control method for controlling various kinds of machine tools by correcting for thermal displacement
EP0641624A1 (en) * 1993-09-07 1995-03-08 Sodick Co., Ltd. Machine tool
US5523953A (en) * 1993-09-07 1996-06-04 Sodick Co., Ltd. Method and apparatus for correcting positioning errors on a machine tool
CN1051265C (en) * 1993-09-07 2000-04-12 索迪克株式会社 Machine tool
EP0985493A3 (en) * 1998-09-08 2002-05-08 Walter AG Machine tool with automatic process control/monitoring
GB2402638A (en) * 2003-06-10 2004-12-15 Hsien Lu Peng Lens apparatus and method for detecting inaccuracy of machining of finished workpiece
CN100437601C (en) * 2006-07-24 2008-11-26 西安飞机工业(集团)有限责任公司 Method for data modification and supplement for automatic rivet bracket deformation
US8423171B2 (en) 2007-11-05 2013-04-16 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method for processing workpiece in tool machine and behavior measurement device
US20110283847A1 (en) * 2008-12-10 2011-11-24 Leo Schreiber Diameter Measurement in Turning Machines
US8601917B2 (en) * 2008-12-10 2013-12-10 Mag Ias Gmbh Diameter measurement in turning machines
US20100288089A1 (en) * 2009-05-15 2010-11-18 Mori Seiki Co., Ltd. Machining method and machining system
US8534169B2 (en) * 2009-05-15 2013-09-17 Mori Seiki Co., Ltd. Machining method and machining system
CN103769949A (en) * 2012-10-18 2014-05-07 上海京美电脑机械有限公司 Workpiece detection device and method of machining machine
RU2677443C2 (en) * 2017-06-15 2019-01-16 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" Device of high-precision processing of details on lathe tools with numerical program control
CN111432966A (en) * 2018-01-25 2020-07-17 星精密株式会社 Machine tool and workpiece measuring method
US11376667B2 (en) * 2018-01-25 2022-07-05 Star Micronics Co., Ltd. Machining tool and workpiece measurement method

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