JP2002254274A - Method of detecting tool's rotating diameter - Google Patents
Method of detecting tool's rotating diameterInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械において
加工に用いる工具の回転時における工具回転径を検出す
る工具回転径検出方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool rotation diameter detecting method for detecting a tool rotation diameter during rotation of a tool used for machining in a machine tool.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えばマシンニングセンタ等の工作機械
で工作物を加工する場合、工具チップ（切削刃）を工具
取付部の外周部に取付けて加工することがある。図９
は、工具チップ（切削刃）を用いて工作物の穴開け加工
を行う状態を示す図である。工具チップ（切削刃）は多
角形状に形成されており、例えば図９に示すように、工
具チップ１０２の角部１０２ａで工作物１００の加工を
行う。この場合、工具チップ１０２の角部１０２ａは、
工具取付具１０１の外周よりも半径方向の外側に突出し
ている。このような工作機械では、加工精度を向上させ
るために、工具チップ１０２の角部１０２ａの回転径、
すなわち工具の回転径の最大値（以下、「工具回転径」
という）を検出する必要がある。ここで、工具回転径を
検出する必要性について説明する。工具を工具主軸に挿
着した時には、工具回転径は、工具の工具主軸への取付
け状態によって変化する。また、工具の最外周部の刃先
形状は、加工中に刃先が摩耗したり、刃先垂れが起るた
めに、加工前後では変化する。このため、最大回転径、
すなわち工具回転径が変化する。工具回転径は加工精度
に影響するため、工具回転径を検出する必要がある。従
来では、工具回転径を検出する場合、工具の回転を停止
させた状態で、作業者がツールプリセッタやマイクロメ
ータ等の測定器具を用いて、手作業で角部１０２ａの回
転径を検出していた。2. Description of the Related Art For example, when processing a workpiece with a machine tool such as a machining center, a tool tip (cutting blade) is sometimes mounted on an outer peripheral portion of a tool mounting portion. FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a state in which a hole is drilled in a workpiece using a tool tip (cutting blade). The tool tip (cutting blade) is formed in a polygonal shape. For example, as shown in FIG. 9, the workpiece 100 is processed at a corner 102 a of the tool tip 102. In this case, the corner 102a of the tool tip 102
It protrudes outward in the radial direction from the outer periphery of the tool mount 101. In such a machine tool, in order to improve the processing accuracy, the rotation diameter of the corner 102a of the tool tip 102,
That is, the maximum value of the tool rotation diameter (hereinafter, “tool rotation diameter”
Need to be detected). Here, the necessity of detecting the tool rotation diameter will be described. When the tool is inserted into the tool spindle, the tool rotation diameter changes depending on the attachment state of the tool to the tool spindle. In addition, the shape of the cutting edge at the outermost periphery of the tool changes before and after the processing because the cutting edge is worn during the processing or the blade tip sags. For this reason, the maximum rotation diameter,
That is, the tool rotation diameter changes. Since the tool rotation diameter affects machining accuracy, it is necessary to detect the tool rotation diameter. Conventionally, when detecting the tool rotation diameter, in a state where the rotation of the tool is stopped, an operator manually detects the rotation diameter of the corner 102a using a measuring instrument such as a tool presetter or a micrometer. I was
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の工具径検出方法
は、作業者が手作業で工具回転径を検出するため、面倒
であり、時間もかかる。そこで、工具チップ（切削刃）
が取付けられているような工具の工具回転径を自動で検
出できる工具回転径検出装置が要望される。工具回転径
を自動的に検出できる工具回転径検出方法としては、例
えばＢＬＵＭ社製（ドイツ）のレーザビーム式寸法計測
装置等の光学式寸法計測装置を用いる方法が知られてい
る。レーザビーム式寸法計測装置は、レーザビーム（光
線）を発光器から受光器に向けて発光し、レーザビーム
（光線）が工具で遮光される時の受光強度によって工具
の両端の位置を検出する。そして、検出された工具の両
端の位置に基づいて工具回転径を検出する。レーザビー
ム式寸法計測装置は、工具が回転している状態で、工具
の回転径を検出することが可能である。しかしながら、
工具の回転軸に沿った各位置での回転径が同じ工具（例
えば、円柱形状の工具）の場合には、１箇所の回転径を
検出すれば工具回転径を検出することができるが、工具
の回転軸に沿った位置によって回転径が異なる工具で
は、工具の回転径が最大となる位置で、工具の回転径を
検出する必要がある。したがって、工具の回転軸に沿っ
た位置によって回転径が異なる工具の工具回転径を光学
式寸法計測装置によって検出する場合、工具の回転軸に
沿って工具を単位距離シフトさせた多数の位置で工具の
回転径を検出する必要があるため、検出に時間がかか
る。本発明は、このような問題点を解決するために創案
されたものであり、工具の回転軸に沿った位置によって
回転径が異なる工具の工具回転径を自動的に、短時間で
検出することができる工具回転径検出方法を提供するこ
とを目的とする。The conventional tool diameter detection method is troublesome and time-consuming because the operator manually detects the tool rotation diameter. Therefore, the tool tip (cutting blade)
There is a demand for a tool rotation diameter detection device capable of automatically detecting the tool rotation diameter of a tool having a tool attached. As a tool rotation diameter detection method capable of automatically detecting a tool rotation diameter, for example, a method using an optical dimension measuring device such as a laser beam type dimension measuring device manufactured by BLUM (Germany) is known. The laser beam type dimension measuring device emits a laser beam (light beam) from a light emitting device to a light receiving device, and detects the positions of both ends of the tool based on the received light intensity when the laser beam (light beam) is blocked by the tool. Then, a tool rotation diameter is detected based on the detected positions of both ends of the tool. The laser beam type dimension measuring device can detect the rotation diameter of the tool while the tool is rotating. However,
In the case of a tool having the same rotation diameter at each position along the rotation axis of the tool (for example, a cylindrical tool), the tool rotation diameter can be detected by detecting one rotation diameter. In the case of a tool whose rotation diameter varies depending on the position along the rotation axis, it is necessary to detect the rotation diameter of the tool at the position where the rotation diameter of the tool becomes the maximum. Therefore, when detecting the tool rotation diameter of a tool having a different rotation diameter depending on the position along the rotation axis of the tool by the optical dimension measuring device, the tool is shifted at a number of positions where the tool is shifted by a unit distance along the rotation axis of the tool. Since it is necessary to detect the rotation diameter of, it takes time to detect. The present invention has been made in order to solve such a problem, and automatically detects a tool rotation diameter of a tool having a different rotation diameter according to a position along a rotation axis of the tool in a short time. It is an object of the present invention to provide a tool rotation diameter detection method that can perform the above method.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
の本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの
工具回転径検出方法である。請求項１に記載の工具回転
径検出方法では、工具を回転させた状態で、工具の回転
軸に沿った検出区間内の複数位置における回転径を検出
し、検出された回転径の中から最大の回転径を検出する
処理を、最大回転径の位置を基準位置として、検出区間
を順次狭めながら複数回行うことよって、工具回転径を
求める。請求項１に記載の工具回転径検出方法を用いれ
ば、回転径を検出する位置の数を少なくすることができ
るため、自動的に、短時間で工具回転径を検出すること
ができる。また、第２発明は、請求項２に記載されたと
おりの工具回転径検出方法であって、前記検出処理を所
定条件が満足されるまで繰り返し実行するようにした方
法である。繰り返し実行により最大回転径の位置を含む
回転軸方向の範囲が絞られ、高精度な工具回転径検出が
可能となる。また、第３発明は、請求項３に記載された
とおりの工具回転径検出方法である。請求項３に記載の
工具径検出処理方法では、回転径を検出する位置の間隔
が設定値以下になることを検出処理の終了条件とする。
これにより、回転径検出工程の回数が最適となる。ま
た、第４発明は、請求項４に記載されたとおりの工具回
転径検出方法である。請求項４に記載の工具回転径検出
方法では、ステップ(b)の検出区間に対する回転径検出
処理工程の実行回数を検出処理の終了条件とする。この
ため、工具の回転径を検出する処理を終了させるための
判断が簡単である。また、第５発明は、請求項５に記載
されたとおりの工具回転径検出方法である。請求項５に
記載の工具回転径検出方法では、直前の回転径検出処理
工程における最大の回転径と今回の回転径検出処理工程
における最大回転径の差が設定値以内にあることを検出
処理の終了条件とする。このため、最適な状態で工具の
回転径を検出する処理を終了させることができる。ま
た、第６発明は、請求項６に記載されたとおりの工具回
転径検出方法である。請求項６に記載の工具回転径検出
方法では、各検出処理のｎ番目の位置で回転径を検出し
た時に、（ｎ−１）番目の位置で検出した回転径がｎ番
目の位置で検出した回転径及び（ｎ−２）番目の位置で
検出した回転径よりも大きいと判定される場合には、回
転径を検出する処理を終了する。このため、回転径を検
出する時間が一層短縮される。また、第７発明は、請求
項７に記載されたとおりの工具回転径検出方法である。
請求項７に記載の工具回転径検出方法では、光学式計測
装置を用いて工具の回転径を検出する。これにより、簡
単な構成で、安価に工具回転径を自動で検出することが
できる。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a tool rotation diameter according to the first aspect of the present invention. In the tool rotation diameter detection method according to the first aspect, the rotation diameter at a plurality of positions in a detection section along the rotation axis of the tool is detected in a state where the tool is rotated, and the maximum among the detected rotation diameters is detected. The tool rotation diameter is determined by performing the process of detecting the rotation diameter of the tool a plurality of times with the position of the maximum rotation diameter as the reference position while sequentially narrowing the detection section. According to the tool rotation diameter detecting method of the first aspect, the number of positions for detecting the rotation diameter can be reduced, so that the tool rotation diameter can be automatically detected in a short time. According to a second aspect of the present invention, there is provided a tool rotation diameter detecting method according to the second aspect, wherein the detecting process is repeatedly executed until a predetermined condition is satisfied. The range in the rotation axis direction including the position of the maximum rotation diameter is narrowed by repeated execution, and highly accurate tool rotation diameter detection becomes possible. A third aspect of the present invention is a tool rotation diameter detecting method according to the third aspect. In the tool diameter detection processing method according to the third aspect, the condition for terminating the detection processing is that the interval between the positions at which the rotation diameter is detected is equal to or smaller than a set value.
Thereby, the number of rotation diameter detection steps is optimized. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a tool rotation diameter detecting method according to the fourth aspect. In the tool rotation diameter detection method according to the fourth aspect, the number of executions of the rotation diameter detection processing step for the detection section in step (b) is set as the detection processing end condition. For this reason, the determination for ending the process of detecting the rotation diameter of the tool is simple. A fifth invention is a method for detecting a tool rotation diameter as described in claim 5. In the tool rotation diameter detection method according to the fifth aspect, it is determined that the difference between the maximum rotation diameter in the immediately preceding rotation diameter detection processing step and the maximum rotation diameter in the current rotation diameter detection processing step is within a set value. End condition. For this reason, the process of detecting the rotation diameter of the tool in an optimal state can be terminated. According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a tool rotation diameter detecting method as described in claim 6. In the tool rotation diameter detection method according to claim 6, when the rotation diameter is detected at the n-th position in each detection process, the rotation diameter detected at the (n-1) -th position is detected at the n-th position. If it is determined that the rotation diameter is larger than the rotation diameter and the rotation diameter detected at the (n−2) th position, the processing for detecting the rotation diameter is terminated. Therefore, the time for detecting the rotation diameter is further reduced. A seventh invention is a method of detecting a tool rotation diameter according to the seventh aspect.
According to a seventh aspect of the present invention, the rotation diameter of the tool is detected using an optical measuring device. Thus, the tool rotation diameter can be automatically detected at a low cost with a simple configuration.
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
図１〜図３を用いて説明する。本実施の形態では、４軸
数値制御軸（ＮＣ軸）を備えるコンピュータ数値制御装
置（ＣＮＣ）付きのマシニングセンタ（以下、「工作機
械」いう）１で用いられる工具７の回転径を検出する場
合について説明する。図１は、サドル３ｂに光学式計測
装置２１を配設した工作機械１の概略図である。なお、
工作機械１の駆動方向は、図１に矢印で示すＸ軸方向
（紙面に対して前後方向）、Ｙ軸方向（左右方向）、Ｚ
軸方向（上下方向）とする。また、図１の右上部に示し
たＸ、Ｙ、Ｚの矢印の方向をプラス方向とする。図２ａ
は、角部１８ａが直角形状の切削チップ１８を工具７に
取付けて回転させた状態で、φは工具７の工具回転径を
示す。図２ｂは、角部１８ａが鋭角形状の切削チップ１
８を工具７に取付けて回転させた状態で、φは工具７の
工具回転径を示す。図３は、光学式計測装置２１を用い
て工具７の回転径を検出する状態を示す概略図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below.
This will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a case is described in which the rotation diameter of a tool 7 used in a machining center (hereinafter, referred to as a “machine tool”) 1 having a computer numerical controller (CNC) having a 4-axis numerical control axis (NC axis) is detected. explain. FIG. 1 is a schematic diagram of a machine tool 1 in which an optical measuring device 21 is disposed on a saddle 3b. In addition,
The driving directions of the machine tool 1 are the X-axis direction (front-back direction with respect to the paper surface), the Y-axis direction (left-right direction),
In the axial direction (vertical direction). The directions of the arrows X, Y, and Z shown in the upper right part of FIG. 1 are defined as plus directions. FIG.
Indicates a state in which the cutting tip 18 having the right-angled corner portion 18a is attached to the tool 7 and rotated, and φ indicates a tool rotation diameter of the tool 7. FIG. 2b shows a cutting tip 1 having a sharp corner 18a.
In the state where 8 is attached to the tool 7 and rotated, φ indicates the tool rotation diameter of the tool 7. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a state where the rotation diameter of the tool 7 is detected using the optical measuring device 21.
【０００６】工作機械１は、工作物Ｗを載置するテーブ
ル３ａとこれを案内するサドル３ｂとを有し、サドル３
ｂ上に工具７の軸方向各位置における回転径を検出する
ための光学式計測装置２１を備えている。ベッド２及び
サドル３ｂには、サドル３ｂとテーブル３ａをＸ軸方向
及びＹ軸方向に移動させる駆動用のＸ軸サーボモータ１
０及びＹ軸サーボモータ１１がそれぞれ取付けられてい
る。これにより、テーブル３ａは、Ｘ軸方向とＹ軸方向
に移動可能である。ベッド２に直立して固定されたコラ
ム４には、主軸ヘッド５をＺ軸方向（上下方向）に移動
させる駆動用のＺ軸サーボモータ１２が取付けられてい
る。主軸ヘッド５は、Ｚ軸方向に移動可能である。主軸
ヘッド５には、工具主軸６を回転させる駆動用の主軸サ
ーボモータ１３が取付けられている。工具７は工具主軸
６に挿着されている。工作物Ｗは、サドル３ｂとテーブ
ル３ａのＸ軸方向及びＹ軸方向の移動制御と、主軸ヘッ
ド５のＺ軸方向の移動制御と、主軸サーボモータ１３の
駆動による工具７の回転によって加工される。The machine tool 1 has a table 3a on which a workpiece W is placed and a saddle 3b for guiding the table 3a.
An optical measuring device 21 for detecting the rotation diameter at each position in the axial direction of the tool 7 is provided on b. An X-axis servo motor 1 for driving the bed 2 and the saddle 3b to move the saddle 3b and the table 3a in the X-axis direction and the Y-axis direction.
The 0 and Y axis servomotors 11 are respectively mounted. Thus, the table 3a can move in the X-axis direction and the Y-axis direction. A column 4 fixed upright to the bed 2 is provided with a driving Z-axis servomotor 12 for moving the spindle head 5 in the Z-axis direction (up-down direction). The spindle head 5 is movable in the Z-axis direction. A spindle servomotor 13 for driving the tool spindle 6 to rotate is attached to the spindle head 5. The tool 7 is inserted into the tool spindle 6. The workpiece W is processed by movement control of the saddle 3b and the table 3a in the X-axis direction and the Y-axis direction, movement control of the spindle head 5 in the Z-axis direction, and rotation of the tool 7 driven by the spindle servomotor 13. .
【０００７】工作機械１には、プログラム等を入力する
入力装置（図示省略）と、情報を表示する表示装置（図
示省略）が設けられている。入力装置を操作することに
よって、光学式計測装置２１や、サドル３ｂ、テーブル
３ａ、主軸ヘッド５、工具主軸６等を動作させることが
できる。また、工具の回転径検出プログラムの作成及び
編集時におけるプログラムデータや、テーブルの位置座
標や工具径の計測値等は、表示装置で表示される。[0007] The machine tool 1 is provided with an input device (not shown) for inputting a program or the like and a display device (not shown) for displaying information. By operating the input device, the optical measuring device 21, the saddle 3b, the table 3a, the spindle head 5, the tool spindle 6, and the like can be operated. Also, program data at the time of creating and editing a tool rotation diameter detection program, position coordinates of a table, measured values of a tool diameter, and the like are displayed on a display device.
【０００８】工作機械１には、４軸数値制御軸（ＮＣ
軸）を制御するコンピュータ数値制御装置（ＣＮＣ）
（以下、「ＣＮＣ」いう）９が設けられている。ＣＮＣ
９は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）（以下、「ＣＰＵ」
いう）１７、記憶装置１４、ＮＣ軸駆動ユニット１５、
せり出し制御ユニット１６で構成されている。Ｘ軸サー
ボモータ１０、Ｙ軸サーボモータ１１、Ｚ軸サーボモー
タ１２、主軸サーボモータ１３の駆動は、ＣＰＵ１７や
ＮＣ軸駆動ユニット１５等によって制御される。また、
ＣＮＣ９には、工具の回転径検出ルーチン（プログラ
ム）、工具の回転径補正ルーチン（プログラム）やＮＣ
制御ルーチン（プログラム）、工具の位置や回転径等が
記憶装置１４に記憶され、これらのルーチンがＣＰＵ１
７により実行されるようになっている。ＣＰＵ１７は、
記憶装置１４、ＮＣ軸駆動ユニット１５、せり出し制御
ユニット１６とに連結されている。ＮＣ軸駆動ユニット
１５、せり出し制御ユニット１６と、Ｘ軸サーボモータ
１０、Ｙ軸サーボモータ１１、Ｚ軸サーボモータ１２、
主軸サーボモータ１３は、コラム４に設けられている中
継盤８を介して接続されている。The machine tool 1 has a four-axis numerical control axis (NC
Numerical controller (CNC) for controlling the axis)
(Hereinafter, referred to as “CNC”) 9. CNC
9 is a central processing unit (CPU) (hereinafter, “CPU”)
17, storage device 14, NC axis drive unit 15,
The projection control unit 16 is configured. The driving of the X-axis servomotor 10, the Y-axis servomotor 11, the Z-axis servomotor 12, and the spindle servomotor 13 is controlled by the CPU 17, the NC-axis drive unit 15, and the like. Also,
The CNC 9 includes a tool rotation diameter detection routine (program), a tool rotation diameter correction routine (program), and an NC.
Control routines (programs), tool positions, rotational diameters, and the like are stored in the storage device 14, and these routines are executed by the CPU 1.
7 is executed. CPU 17
It is connected to the storage device 14, the NC axis drive unit 15, and the protrusion control unit 16. NC axis drive unit 15, protrusion control unit 16, X axis servo motor 10, Y axis servo motor 11, Z axis servo motor 12,
The spindle servomotor 13 is connected via a relay panel 8 provided on the column 4.
【０００９】工具主軸６に図略の自動工具交換装置によ
り選択的に挿着される各種工具７には、例えば図２ａと
図２ｂに示すように、切削チップ１８が備えられてい
る。工作物Ｗは、切削チップ１８の角部１８ａを用いて
加工される。工具７の内部には、例えば、実公昭６１−
３５３６５号公報に記載されるような公知のせり出し機
構（図示省略）が設けられている。せり出し機構は、工
具７を加工穴径に合わせたり、切削チップ１８の角部１
８ａの摩耗量を補正するため、切削チップ１８を工具７
の半径方向に移動させて、工具回転径を調節するための
機構である。なお、切削チップ１８の移動調整は、せり
出し制御ユニット１６でせり出し機構を駆動させ、自動
で制御されるようになっている。The various tools 7 selectively inserted into the tool spindle 6 by an automatic tool changer (not shown) are provided with cutting tips 18 as shown in FIGS. 2a and 2b, for example. The workpiece W is processed using the corner 18a of the cutting tip 18. Inside the tool 7, for example,
A known protruding mechanism (not shown) as described in Japanese Patent No. 35365 is provided. The protruding mechanism adjusts the tool 7 to the machining hole diameter, or the corner 1 of the cutting tip 18.
8a, the cutting tip 18 is inserted into the tool 7
Is a mechanism for adjusting the tool rotation diameter by moving the tool in the radial direction. Note that the movement adjustment of the cutting tip 18 is automatically controlled by driving the protrusion mechanism by the protrusion control unit 16.
【００１０】光学式計測装置２１には、図３に示すよう
に、レーザビーム（光線）を照射する発光器２２（例え
ば、半導体レーザ素子）と、レーザビームを受光する受
光器２３（例えば、フォトダイオード）が設けられてい
る。光学式計測装置２１は、レーザビームの投射方向が
工具７の軸方向とほぼ直交するようにサドル３ｂに配設
されている。光学式計測装置２１は、図３に示すよう
に、発光器２２から照射されたレーザビームが、切削チ
ップ１８の先端（例えば、角部１８ａ）によって遮光さ
れ、受光器２３の受光強度が閾値（例えば、受光強度が
通常時のレベルの半分）になると信号を出力し、その位
置における切削チップ１８の最先端の位置を検出するこ
とができる。光学式計測装置２１からの出力信号は、イ
ンタフェイス（Ｉ／Ｆ）を介してＣＰＵ１７に入力され
る。光学式計測装置２１の検出信号は、その時点におけ
るサドル３ｂの位置をＸ軸サーボモータ１０のエンコー
ダ（図示省略）から読み取るために利用される。As shown in FIG. 3, an optical measuring device 21 includes a light emitting device 22 (for example, a semiconductor laser device) for irradiating a laser beam (light beam) and a light receiving device 23 (for example, a photodetector) for receiving a laser beam. Diode) is provided. The optical measuring device 21 is provided on the saddle 3 b so that the projection direction of the laser beam is substantially orthogonal to the axial direction of the tool 7. As shown in FIG. 3, the optical measuring device 21 blocks the laser beam emitted from the light emitting device 22 from light by the tip (for example, the corner 18 a) of the cutting tip 18, and sets the light receiving intensity of the light receiving device 23 to a threshold value ( For example, a signal is output when the received light intensity is half of the normal level), and it is possible to detect the most advanced position of the cutting tip 18 at that position. An output signal from the optical measuring device 21 is input to the CPU 17 via an interface (I / F). The detection signal of the optical measuring device 21 is used to read the position of the saddle 3b at that time from an encoder (not shown) of the X-axis servo motor 10.
【００１１】次に、上述した光学式計測装置２１を用い
て、工具７の工具回転径を検出する工具回転径検出方法
について、図４〜図８に基づいて説明する。まず、工具
７の回転径を検出する動作を説明する。図４ａに示す
ように、工具７を回転させた状態でサドル３ｂをＸ軸の
プラス方向からマイナス方向側に移動させ、光学式計測
装置２１のレーザビームが、切削チップ１８のＸ軸方向
プラス側の最先端で遮光される位置Ｘ１を検出する。
図４ｂに示すように、工具を回転させた状態で、サドル
３ｂをＸ軸のマイナス方向からプラス方向側に移動さ
せ、光学式計測装置２１のレーザビームが、切削チップ
１８のＸ軸方向マイナス側の最先端で遮光される位置Ｘ
２を検出する。両位置Ｘ１、Ｘ２の距離｜Ｘ１−Ｘ２
｜を求める。図５に示すように、｜Ｘ１−Ｘ２｜は、回
転軸方向（Ｚ軸方向）の任意の位置における回転径であ
る。また、位置Ｘ１、Ｘ２は、光学式計測装置２１が信
号を出力する時点のサドル３ｂの位置をＸ軸サーボモー
タ１０のエンコーダ（図示省略）から読み取ることによ
り得られる。Next, a method for detecting the tool rotation diameter of the tool 7 using the optical measuring device 21 will be described with reference to FIGS. First, an operation for detecting the rotation diameter of the tool 7 will be described. As shown in FIG. 4A, the saddle 3b is moved from the plus direction of the X-axis to the minus direction while the tool 7 is rotated, and the laser beam of the optical measuring device 21 is moved to the plus side of the cutting tip 18 in the X-axis direction. The position X1 which is shielded from light at the forefront of is detected.
As shown in FIG. 4B, while the tool is rotated, the saddle 3b is moved from the minus direction of the X-axis to the plus direction, and the laser beam of the optical measuring device 21 is moved to the minus side of the cutting tip 18 in the X-axis direction. Position X which is shaded at the forefront of
2 is detected. Distance between both positions X1, X2 | X1-X2
| As shown in FIG. 5, | X1−X2 | is a rotation diameter at an arbitrary position in the rotation axis direction (Z axis direction). The positions X1 and X2 are obtained by reading the position of the saddle 3b at the time when the optical measuring device 21 outputs a signal from an encoder (not shown) of the X-axis servo motor 10.
【００１２】次に、工具回転径を検出する処理を、図７
及び図８のフローチャート図に基づいて説明する。以下
では、図２に示されるような、切削チップ１８を備える
工具７の工具回転径を検出する場合について説明する。
光学式計測装置２１を用いて工具７の工具回転径を検出
する工具回転径検出プログラムは、記憶装置１４に予め
記憶されている。ここで、図７及び図８のフローチャー
ト図に用いられている変数の定義について説明する。変
数ｉは、回転径検出処理工程の回数（ｉ回目）を示す。
変数ｊは、各回転径検出処理工程における回転径検出位
置（ｊ番目の検出位置）を示す。変数ｋは、各回転径検
出処理工程における最大回転径の検出位置を示す。変数
Ｄ[ｉ]jは、ｊ番目の回転径検出位置における回転径を
示す。変数Ｄmaxは、Ｄ[ｉ] jのなかで最大のものを示
し、変数Ｄold[ｉ]jは、前回の回転径検出処理工程にお
けるｊ番目の回転径検出位置の回転径を示す。変数ｚ´
は、各回転径検出処理工程における検出区間の基準位置
を示す。定数ａは、初回測定時における変数（基準位
置）ｚ´の正負（上下）両側の区間幅を示す。なお、定
数ａは、工具に対応させて予め設定しておいてもよい
し、工具回転径検出時にオペレータが設定してもよい。
変数ｗは、回転径検出処理工程における分割区間幅（回
転径を検出する工具軸方向の間隔）を示す。Next, the processing for detecting the tool rotation diameter will be described with reference to FIG.
And the flowchart of FIG. Less than
Now, the cutting tip 18 is provided as shown in FIG.
The case where the tool rotation diameter of the tool 7 is detected will be described.
Detects tool rotation diameter of tool 7 using optical measuring device 21
The tool rotation diameter detection program to be executed is stored in the storage device 14 in advance.
It is remembered. Here, the flowcharts of FIGS.
The definition of the variables used in the diagram will be described. Strange
The number i indicates the number of times (i-th) of the rotation diameter detection process.
The variable j is the rotation diameter detection position in each rotation diameter detection processing step.
Position (j-th detection position). The variable k is
The detection position of the maximum rotation diameter in the output processing step is shown. variable
D [i]jIs the rotation diameter at the j-th rotation diameter detection position.
Show. Variable DmaxIs D [i] jShow the largest among
And the variable Dold[i]jIn the previous rotation diameter detection process
The rotation diameter at the j-th rotation diameter detection position is shown. Variable z '
Is the reference position of the detection section in each rotation diameter detection processing step
Is shown. The constant a is a variable (reference position) at the time of the first measurement.
) Indicates the section width on both the positive and negative (up and down) sides of z ′. In addition,
The number a may be set in advance corresponding to the tool.
However, the operator may set the diameter when detecting the tool rotation diameter.
The variable w is a division section width (time) in the rotation diameter detection processing step.
(The interval in the tool axis direction for detecting the rolling diameter).
【００１３】工具回転径検出処理が開始されると、ま
ず、ステップＳ１で、変数の初期値を設定する。例え
ば、基準位置ｚ´を「ｚ0」に、検出処理工程回数ｉを
「０」に、最大値Ｄmaxを「０」に初期設定する。次
に、ステップＳ２では、ｉ＝ｉ＋１と設定する。この場
合、ｉ＝０であるから、ｉ＝０＋１＝１、すなわち１回
目の回転径検出処理工程を実行する。次に、ステップＳ
３では、基準位置ｚ´を中心とした正負（Ｚ軸）の両側
に区間幅ａを有する検出区間内における分割区間幅ｗを
設定する。本実施の形態では、分割区間数を４（回転径
検出位置を等間隔の５箇所）に設定しているため、分割
区間幅ｗは、ｗ＝ａ／（２ｉ）で演算する。ここで、ｉ
＝１の場合、ｗ＝ａ／２となり、１回目の回転径検出処
理工程では、分割区間幅がａ／２に設定される。すなわ
ち、１回目の回転径検出処理工程では、図６に示すよう
に、検出区間「Ｌ1」で、回転径検出位置は、ｊ＝１の
時に［ｚ´＋ａ］、ｊ＝２の時に［ｚ´＋ａ／２］、ｊ
＝３の時に［ｚ´］、ｊ＝４の時に［ｚ´−ａ／２］、
ｊ＝５の時に［ｚ´−ａ］である。なお、分割区間数や
分割区間幅ｗの設定方法は適宜変更可能である。When the tool rotation diameter detection process is started, first, in step S1, an initial value of a variable is set. For example, the reference position z ′ is initialized to “z 0 ”, the number i of detection processing steps is initialized to “0”, and the maximum value D max is initialized to “0”. Next, in step S2, i = i + 1 is set. In this case, since i = 0, i = 0 + 1 = 1, that is, the first rotation diameter detection processing step is executed. Next, step S
In 3, the division section width w in the detection section having the section width a on both sides of the positive and negative (Z-axis) centering on the reference position z 'is set. In the present embodiment, since the number of divided sections is set to 4 (the rotational diameter detection position is set to 5 places at equal intervals), the divided section width w is calculated by w = a / (2i). Where i
In the case of = 1, w = a / 2, and in the first rotation diameter detection processing step, the division section width is set to a / 2. That is, in the first rotation diameter detection processing step, as shown in FIG. 6, in the detection section “L 1 ”, the rotation diameter detection position is [z ′ + a] when j = 1 and [z ′ + a] when j = 2. z ′ + a / 2], j
= 3 when [z '], j = 4 when [z'-a / 2],
[z'-a] when j = 5. The method of setting the number of divided sections and the divided section width w can be changed as appropriate.
【００１４】次に、ステップＳ４で、ＣＰＵ１７は、ｉ
が１であるか否か、すなわち回転径検出処理工程が１回
目であるか否かを判断する。回転径検出処理工程が１回
目（ｉ＝１）であれば、ステップＳ５に進み、２回目以
降（ｉ≧２）であれば、ステップＳ１４に進む。次に、
ステップＳ５では、ＣＰＵ１７は、図４ａ及び図４ｂ、
図５に示した方法でＺ軸に沿った検出区間Ｌ1内の各回
転径検出位置（ｊ＝１〜５）における回転径を検出す
る。例えば、１番目（ｊ＝１）の回転径検出位置（ｚ´
＋ａ）において、工具７の最先端の位置Ｘ１[１]1とＸ
２[１]1を検出し、Ｄ[１]1＝｜Ｘ１[１]1−Ｘ２[１]1｜
を求める。求めたＤ[１]1は、記憶装置１４のデータ領
域に記憶される。同様の方法で２番目〜５番目の回転径
検出位置（ｊ＝２〜５）へ主軸ヘッド５を順次シフト
し、これら位置における回転径Ｄ[１]2〜Ｄ[１]5を求め
る。Next, in step S4, the CPU 17
Is determined to be 1, that is, whether or not the rotation diameter detection processing step is the first time. If the rotation diameter detection process is the first (i = 1), the process proceeds to step S5, and if the process is the second or later (i ≧ 2), the process proceeds to step S14. next,
In step S5, the CPU 17 determines whether or not FIG.
Methods for detecting the rotation diameter of each rotational diameter detecting position in the detection zone L 1 along the Z axis (j = 1 to 5) shown in FIG. For example, the first (j = 1) rotation diameter detection position (z ′)
+ A), the position X1 [1] 1 and X
2 [1] 1 is detected, and D [1] 1 = | X1 [1] 1 −X2 [1] 1 |
Ask for. The obtained D [1] 1 is stored in the data area of the storage device 14. The spindle head 5 is sequentially shifted to the second to fifth rotational diameter detection positions (j = 2 to 5) by the same method, and the rotational diameters D [1] 2 to D [1] 5 at these positions are obtained.
【００１５】次に、ステップＳ６では、変数ｊを「０」
に、変数ｋを「０」に設定する。次に、ステップＳ７で
は、ｊ＝ｊ＋１を設定する。この場合、ｊ＝０であるか
ら、ｊ＝０＋１＝１である。次に、ステップＳ８では、
ｊが５以下であるか否か（１番目〜５番目の回転径検出
位置であるか否か）を判別する。本実施の形態では、１
回の回転径検出処理工程では回転径を５箇所で検出して
いるため、ｊが５以下であるか否かを判別している。ｊ
が５以下であれば、ステップＳ９に進み、ｊが６以上で
あれば、ステップＳ１２に進む。Next, in step S6, the variable j is set to "0".
And the variable k is set to “0”. Next, in step S7, j = j + 1 is set. In this case, since j = 0, j = 0 + 1 = 1. Next, in step S8,
It is determined whether or not j is 5 or less (whether or not the first to fifth rotational diameter detection positions are present). In the present embodiment, 1
Since the rotation diameter is detected at five positions in the rotation diameter detection processing step, it is determined whether or not j is 5 or less. j
If j is equal to or smaller than 5, the process proceeds to step S9. If j is equal to or larger than 6, the process proceeds to step S12.
【００１６】次に、ステップＳ９では、ＣＰＵ１７は、
Ｄ[ｉ]jがＤmax以上であるか否かを判断する。この場
合、ｊ＝１であるから、Ｄ[１]1がＤmax以上であるか否
かを判別する。 Ｄ[ｉ]j≧Ｄmaxの場合には、ステップ
Ｓ１０に進み、Ｄ[ｉ]j ＜Ｄmaxの場合には、ステップ
Ｓ１１に進む。この場合、Ｄmax＝０に設定されている
ため、ステップＳ９の判断結果は「Ｙｅｓ」である。次
に、ステップＳ１０では、ＣＰＵ１７は、Ｄ[ｉ]jをＤ
maxとして記憶する。この場合、Ｄ[１]1をＤmaxとして
記憶する。そして、ｋを更新する。すなわち、Ｄmaxで
あるＤ[ｉ]jを検出した回転径検出位置ｊをｋとして記
憶する。この場合、ｋ＝１を記憶する。次に、ステップ
Ｓ１１では、Ｄ[ｉ]jをＤold[ｉ]jに記憶して、ステッ
プＳ７に戻る。この場合、Ｄ[１]1をＤold[１]1として
記憶する。Next, in step S9, the CPU 17
It is determined whether D [i] j is greater than or equal to Dmax . In this case, since j = 1, it is determined whether D [1] 1 is equal to or greater than Dmax . When D [i] j ≧ D max , the process proceeds to step S10, and when D [i] j <D max , the process proceeds to step S11. In this case, since Dmax = 0 has been set, the determination result in step S9 is "Yes". Next, in step S10, the CPU 17 sets D [i] j to D
Store as max . In this case, D [1] 1 is stored as Dmax . Then, k is updated. That is, the rotational diameter detection position j at which D [i] j that is D max is detected is stored as k. In this case, k = 1 is stored. Next, in step S11, D [i] j is stored in Dold [i] j , and the process returns to step S7. In this case, D [1] 1 is stored as D old [1] 1 .
【００１７】次に、ステップＳ１２では、次の回転径検
出処理工程における検出区間の基準位置ｚ´を設定する
ため、ｚ´＝ｚ´＋２ｗ−（ｋ−１）ｗを演算する。図
６に示す例の場合、１回目の回転径検出処理工程では、
回転径の最大値が３番目の検出位置にあったと記憶され
ており、ｋ＝３が記憶されているため、２回目のｚ´
は、１回目のｚ´と同じ位置になる。次に、ステップＳ
１３で、ＣＰＵ１７は、ステップＳ３で求めた分割区間
幅ｗが、設定値δ未満であるか否かを判別する。分割区
間幅ｗが設定値δ未満であれば検出処理を終了し、設定
値δ以上であればステップＳ２に戻る。これにより、分
割区間幅ｗが設定値δ未満になるまで回転径検出処理工
程が繰り返される。なお、設定値δは、任意に設定され
る設定値であり、例えば加工時における工具７の工具径
許容誤差等を考慮して決定される。Next, in step S12, z '= z' + 2w- (k-1) w is calculated in order to set the reference position z 'of the detection section in the next rotation diameter detecting process. In the case of the example shown in FIG. 6, in the first rotation diameter detection process,
It is stored that the maximum value of the rotation diameter is at the third detection position, and since k = 3 is stored, the second z ′
Is at the same position as the first z ′. Next, step S
In 13, the CPU 17 determines whether or not the divided section width w obtained in step S3 is smaller than the set value δ. If the divided section width w is smaller than the set value δ, the detection processing is ended, and if the divided section width w is larger than the set value δ, the process returns to step S2. Thus, the rotation diameter detection process is repeated until the divided section width w becomes less than the set value δ. The set value δ is an arbitrarily set value, and is determined in consideration of, for example, a tool diameter allowable error of the tool 7 during machining.
【００１８】次に、ステップＳ２では、工程回数ｉを、
ｉ＝ｉ＋１により求める。この場合、ｉ＝１＋１＝２で
あり、２回目の回転径処理工程を行う。２回目の回転径
検出処理工程では、１回目の回転径検出処理工程と同等
の処理を行う。なお、２回目の回転径検出処理工程で
は、ステップＳ４の判定結果が「Ｎｏ」となるため、ス
テップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、前回の回転
径検出処理工程（この場合、１回目の回転径検出処理工
程）における回転径検出位置が今回の回転径検出処理工
程（この場合、２回目の回転径検出処理工程）における
回転径検出位置と同じであれば、前回検出した回転径を
用いる。このように、既に検出している回転径を用いる
ことにより、回転径検出時間を短縮することができる。
図６に示す例では、２回目の回転径検出処理工程におけ
る１番目、３番目、５場目（ｊ＝１、３、５）の回転径
検出位置と１回目の回転径検出処理工程における２番
目、３番目、４番目（ｊ＝ｋ−１、ｋ、ｋ＋１）の回転
径検出位置と同じであるため、Ｄ［２］1としてＤ
old［２］k-1を用い、Ｄ［２］3としてＤold［２］kを
用い、Ｄ［２］5としてＤold［２］k+1を用いる。な
お、ステップＳ１４では、今回の回転径検出位置が、前
回の回転径検出位置だけでなく、それまでの回転径検出
位置と同じか否かを判断するようにしてもよい。Next, in step S2, the number of processes i is
It is determined by i = i + 1. In this case, i = 1 + 1 = 2, and the second rotation diameter processing step is performed. In the second rotation diameter detection processing step, processing equivalent to that in the first rotation diameter detection processing step is performed. In the second rotation diameter detection process, the determination result of step S4 is “No”, and therefore, the process proceeds to step S14. In step S14, the rotation diameter detection position in the previous rotation diameter detection processing step (in this case, the first rotation diameter detection processing step) is set to the current rotation diameter detection processing step (in this case, the second rotation diameter detection processing step). If it is the same as the rotational diameter detection position in, the previously detected rotational diameter is used. As described above, the rotation diameter detection time can be reduced by using the rotation diameter already detected.
In the example shown in FIG. 6, the first, third, and fifth rotation diameter detection positions (j = 1, 3, 5) in the second rotation diameter detection processing step and the second rotation diameter detection processing step in the first rotation diameter detection processing step Are the same as the third, fourth and fourth (j = k-1, k, k + 1) rotational diameter detection positions, so that D [2] 1
using old [2] k-1, using D old [2] k as D [2] 3, D [ 2] using the D old [2] k + 1 as 5. In step S14, it may be determined whether or not the current rotational diameter detection position is the same as the previous rotational diameter detection position as well as the previous rotational diameter detection position.
【００１９】ステップＳ１４の処理を行った後、ステッ
プＳ１５に進む。ステップＳ１５では、ステップＳ１４
で前回の回転径検出処理工程で検出した回転径を用いる
ことができなかった回転径検出位置の回転径を検出す
る。図６に示す例では、２番目（ｊ＝２）、４番目（ｊ
＝４）の回転径検出位置で、ステップＳ５で検出した方
法と同様の方法で、回転径Ｄ［２］2、Ｄ［２］4を検出
する。例えば、２番目の回転径検出位置における工具７
の先端位置Ｘ１［２］2とＸ２［２］2を検出し、Ｄ
［２］2＝｜Ｘ１［２］2−Ｘ２［２］2｜を求める。ス
テップＳ１５の処理を行った後、ステップＳ６以下の処
理を行う。以上のような回転径検出処理工程を、分割区
間幅ｗが設定地δ未満になるまで、工程回数ｉを１づず
増加させて行う。After performing the processing of step S14, the process proceeds to step S15. In step S15, step S14
Then, the rotation diameter at the rotation diameter detection position where the rotation diameter detected in the previous rotation diameter detection processing step could not be used is detected. In the example shown in FIG. 6, the second (j = 2) and the fourth (j
= 4), the rotation diameters D [2] 2 and D [2] 4 are detected by the same method as that detected in step S5. For example, the tool 7 at the second rotational diameter detection position
The tip positions X1 [2] 2 and X2 [2] 2 of
[2] 2 = | X1 [2] 2 −X2 [2] 2 | After performing the processing of step S15, the processing of step S6 and subsequent steps is performed. The rotation diameter detection processing steps as described above are performed by increasing the number of steps i by 1 until the divided section width w becomes less than the set ground δ.
【００２０】以上の実施の形態では、図７に示すステッ
プＳ５では、全ての回転径検出位置（ｊ＝１〜５）で回
転径を検出したが、一部を省略することもできる。例え
ば、通常、工具（切削チップ）の回転径の軌跡は、図６
に示すように、極大値が１つである。すなわち、回転径
の極大値は、その回転径検出処理工程における最大回転
径とみなすことができる。したがって、回転径が極大値
であることを検出されると、それ以後の回転径の検出を
省略することができる。例えば、ステップＳ５におい
て、ｊ番目の回転径Ｄ［１］jを検出した時、「ｊ−
１」番目の回転径Ｄ［１］j-1が、ｊ番目の回転径Ｄ
［１］j及び「ｊ−２」番目の回転径Ｄ［１］j-2より大
きい場合（例えば、Ｄ［１］j-1＞Ｄ［１］j、且つＤ
［１］j-1＞Ｄ［１］j-2）には、ｊ＋１番目以降の回転
径検出位置での回転径の検出処理を中止（ｉ回目の回転
径検出処理工程を終了）する。以上のようにして求めら
れた工具７の回転径Ｄmaxは、ＣＰＵ１７が工具径補正
ルーチンを実行する際に使用される。このルーチンで
は、回転径Ｄmaxとその工具について予め登録されたそ
の工具の呼び回転径とに基づいて偏差量が求められ、周
知（せり出し機構については、例えば前述した実公昭６
１−３５３６５号公報に記載されている）のように工具
７のせり出し機構の一部を回転不能に拘束した状態でせ
り出し制御ユニット１６が主軸サーボモータ１３を偏差
量に応じた回転角度だけ回転するように制御し、切削チ
ップ１８尖端の位置を工具７に対し半径方向に位置補正
する。これにより、工具７の実際の回転径は呼び回転径
に正確に一致される。従って、その後ＮＣ制御ルーチン
が実行されボーリング加工が行われるとき、工作物Ｗに
は目標とする直径の穴が精密に仕上げ加工されるように
なる。In the above embodiment, in step S5 shown in FIG. 7, the rotation diameters are detected at all the rotation diameter detection positions (j = 1 to 5), but a part of them may be omitted. For example, the trajectory of the rotation diameter of a tool (cutting tip) is usually represented by
As shown in (1), there is one maximum value. That is, the maximum value of the rotation diameter can be regarded as the maximum rotation diameter in the rotation diameter detection processing step. Therefore, when it is detected that the rotation diameter is the maximum value, the subsequent detection of the rotation diameter can be omitted. For example, when the j-th rotation diameter D [1] j is detected in step S5, “j−
The “1” th rotation diameter D [1] j−1 is the jth rotation diameter D
[1] If the j-th and “j−2” th rotation diameters D [1] j−2 are larger (for example, D [1] j−1 > D [1] j , and D
If [1] j-1 > D [1] j-2 ), the process of detecting the rotation diameter at the (j + 1) th rotation diameter detection position is stopped (the i-th rotation diameter detection processing step is ended). The rotation diameter Dmax of the tool 7 obtained as described above is used when the CPU 17 executes the tool diameter correction routine. In this routine, a deviation amount is calculated based on the rotation diameter Dmax and the nominal rotation diameter of the tool registered in advance with respect to the tool.
As described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-35365), the projecting control unit 16 rotates the spindle servomotor 13 by a rotation angle corresponding to the amount of deviation while a part of the projecting mechanism of the tool 7 is restrained from rotating. In such a manner, the position of the tip of the cutting tip 18 is radially corrected with respect to the tool 7. As a result, the actual rotation diameter of the tool 7 is accurately matched with the nominal rotation diameter. Therefore, when the NC control routine is executed and boring is performed thereafter, a hole having a target diameter is precisely finished in the workpiece W.
【００２１】本発明は、上述した実施の形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で適宜変
更してもよい。例えば、本実施の形態では、４軸数値制
御軸（ＮＣ軸）を備えるコンピュータ数値制御装置（Ｃ
ＮＣ）付きのマシニングセンタ（工作機械）１の工具７
の回転径を検出する場合を用いて説明したが、工作機械
の種類については、種々変更可能である。また、切削チ
ップ１８を取付けた工具７の工具回転径を検出したが、
工具回転軸に沿った位置によって回転径が異なる工具で
あれば工具の種類、形状については、種々変更可能であ
る。また、切削チップ１８の角部１８ａを、工具７の回
転径で最も大きくなる位置としたが、回転径が最も大き
くなる工具７の位置については、切削チップ１８の角部
１８ａに限定しない。また、ＣＮＣ９にせり出し制御ユ
ニット１６を、工具７の内部にせり出し機構を設けた
が、せり出し制御ユニット１６とせり出し機構は省略し
てもよい。せり出し機構を内蔵していない工具を使用し
てその工具径よりもかなり大径の穴を加工する場合で
は、工具の回転中心が加工すべき穴中心の廻りを周回運
動するオービット加工が行われる。このオービット加工
では、サドル３ｂとテーブル３ａを同時２軸制御し、高
速回転している工具の中心が工作物Ｗに対し相対的に加
工すべき穴中心と同心の円軌跡上を移動するように制御
される。この円軌跡は、工具の呼び回転径と加工すべき
穴の仕上げ径によりその半径が決定されるが、工具径検
出ルーチンにより求められた工具の回転径Ｄmaxと呼び
回転径との偏差量に応じて円軌跡を径方向内側あるいは
外側に補正し、この補正した円軌跡に沿って高速回転状
態の工具を周回運動させることにより、目標径の穴を精
密に仕上げ加工することが可能となる。また、レーザビ
ーム式の光学式計測装置２１を用いて工具７の工具回転
径を検出したが、工具７の最先端の位置を検出する計測
装置については、他の光学式計測装置等種々の計測装置
を用いることができる。また、サドル３ｂに光学式計測
装置２１を配設し、サドル３ｂと主軸ヘッド５を移動さ
せて工具７の位置を検出したが、工具７の位置の検出方
法については、種々変更可能である。また、光学式計測
装置２１では、レーザビームの受光強度が発光強度の半
分になるときに工具７の最先端で遮光される位置を検出
したが、閾値については、適宜変更可能である。また、
工具の回転径を検出する処理方法は、図７及び図８のフ
ローチャート図に示した方法に限定されない。また、分
割区間幅ｗはｗ＝ａ／（２ｉ）で演算し、分割区間数を
４（回転径検出位置を５箇所）に設定したが、分割区間
幅ｗを求める演算式ｗ＝ａ／（２ｉ）と分割区関数につ
いては、種々変更可能である。また、回転径検出位置を
等間隔に設定したが、回転径検出位置の間隔は等間隔で
なくてもよい。また、基準位置を検出区間の中央位置に
設定したが、基準位置の設定は種々変更可能である。ま
た、最大回転径を検出する方法は、実施の形態で説明し
た方法に限定されない。また、分割区間幅が設定値未満
（あるいは、以下）になった場合に回転径検出処理を終
了させたが、回転径検出処理を終了させる条件（所定条
件）としては、これに限定されず種々の条件を用いるこ
とができる。例えば、回転径検出処理工程を所定回数行
ったことを所定条件とする。この方法を用いれば、工程
回数のみを監視すればよいため、回転径検出処理を終了
させる処理が簡単である。あるいは、前回の回転径検出
処理工程における最大回転径と今回の回転径検出処理工
程における最大回転径との差が設定以内になったことを
所定条件とする。この方法を用いれば、回転径検出処理
を、工具の形状等に応じてた最適な状態で終了させるこ
とができる。The present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. For example, in the present embodiment, a computer numerical controller (C) having four numerical control axes (NC axes)
Tool 7 of machining center (machine tool) 1 with NC)
Although the description has been made using the case of detecting the rotation diameter of the machine tool, the type of machine tool can be variously changed. Further, the tool rotation diameter of the tool 7 to which the cutting tip 18 was attached was detected,
The type and shape of the tool can be variously changed if the tool has a different rotation diameter depending on the position along the tool rotation axis. In addition, the corner 18a of the cutting tip 18 is set to the position where the rotation diameter of the tool 7 is the largest, but the position of the tool 7 where the rotation diameter is the largest is not limited to the corner 18a of the cutting tip 18. Further, although the projecting control unit 16 is provided in the CNC 9 with the projecting mechanism inside the tool 7, the projecting control unit 16 and the projecting mechanism may be omitted. When a hole having a diameter much larger than the tool diameter is machined using a tool having no built-in projection mechanism, orbit machining is performed in which the center of rotation of the tool moves around the center of the hole to be machined. In this orbit machining, the saddle 3b and the table 3a are simultaneously controlled on two axes so that the center of the tool rotating at high speed moves on a circular locus concentric with the center of the hole to be machined relative to the workpiece W. Controlled. The radius of this circular locus is determined by the nominal rotation diameter of the tool and the finishing diameter of the hole to be machined, but the deviation between the rotation diameter Dmax of the tool and the nominal rotation diameter determined by the tool diameter detection routine is calculated. Accordingly, the circular locus is corrected radially inward or outward, and the tool in the high-speed rotating state is caused to make a revolving motion along the corrected circular locus, whereby a hole having a target diameter can be precisely finished. In addition, although the tool rotation diameter of the tool 7 is detected using the laser beam type optical measuring device 21, various measuring methods such as other optical measuring devices are used for the measuring device for detecting the most advanced position of the tool 7. An apparatus can be used. Further, the optical measuring device 21 is provided on the saddle 3b, and the position of the tool 7 is detected by moving the saddle 3b and the spindle head 5. However, the method of detecting the position of the tool 7 can be variously changed. In addition, the optical measuring device 21 detects the position where light is shielded at the forefront of the tool 7 when the received light intensity of the laser beam becomes half of the emitted light intensity, but the threshold value can be changed as appropriate. Also,
The processing method for detecting the rotation diameter of the tool is not limited to the method shown in the flowcharts of FIGS. In addition, the division section width w is calculated by w = a / (2i), and the number of division sections is set to 4 (the rotational diameter detection position is set to 5). However, the calculation formula w = a / ( 2i) and the division function can be variously changed. Further, although the rotational diameter detection positions are set at equal intervals, the intervals between the rotational diameter detection positions do not have to be equal. Although the reference position is set at the center position of the detection section, the setting of the reference position can be variously changed. Further, the method of detecting the maximum rotation diameter is not limited to the method described in the embodiment. Further, the rotation diameter detection processing is terminated when the divided section width becomes less than (or less than) the set value, but the condition (predetermined condition) for terminating the rotation diameter detection processing is not limited to this, and is various. Can be used. For example, the predetermined condition is that the rotation diameter detection process has been performed a predetermined number of times. With this method, only the number of steps needs to be monitored, so that the process of ending the rotation diameter detection process is simple. Alternatively, the predetermined condition is that the difference between the maximum rotation diameter in the previous rotation diameter detection processing step and the maximum rotation diameter in the current rotation diameter detection processing step is within a set range. By using this method, the rotation diameter detection processing can be terminated in an optimum state according to the shape of the tool and the like.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明による工具
の回転径検出方法を用いれば、工具回転軸に沿った位置
によって回転径が異なる工具の工具回転径を自動的に、
短時間で検出することができる。このため、工作物の加
工時間を短縮することができる。As described in detail above, by using the method for detecting the turning diameter of a tool according to the present invention, the turning diameter of a tool having a different turning diameter depending on the position along the turning axis of the tool is automatically determined.
It can be detected in a short time. For this reason, the processing time of the workpiece can be reduced.
【図１】本発明による工具回転径検出方法を実施する工
作機械の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of a machine tool for implementing a tool rotation diameter detecting method according to the present invention.
【図２】図２ａは、角部が直角形状の切削チップを工具
に取付け、図２ｂは、角部が鋭角形状の切削チップを工
具に取付けて、工具を回転させている状態を示す図であ
る。FIG. 2A is a view showing a state in which a cutting tip having a right-angled corner is attached to a tool, and FIG. 2B is a state in which a cutting tip having an acute-angled corner is attached to the tool, and the tool is rotated. is there.
【図３】光学式計測装置を用いて工具の回転径を検出す
る状態を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which the rotation diameter of a tool is detected using an optical measuring device.
【図４】図４ａは、レーザビームが切削チップの最先端
で遮光される位置Ｘ１、図４ｂは、位置Ｘ２を検出する
状態を示す図である。FIG. 4A is a diagram illustrating a state where a laser beam is shielded at the tip of a cutting tip, and FIG. 4B is a diagram illustrating a state where a position X2 is detected.
【図５】工具の回転径を検出する原理を説明する図であ
る。FIG. 5 is a view for explaining the principle of detecting the rotation diameter of a tool.
【図６】光学式計測装置を用いて工具の回転径を検出す
る動作を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an operation of detecting a rotation diameter of a tool using an optical measuring device.
【図７】工具回転径を検出する処理の一例を示すフロー
チャート図（前半）である。FIG. 7 is a flowchart (first half) illustrating an example of processing for detecting a tool rotation diameter;
【図８】工具回転径を検出する処理の一例を示すフロー
チャート図（後半）である。FIG. 8 is a flowchart (second half) illustrating an example of processing for detecting a tool rotation diameter;
【図９】工具チップ（切削刃）を用いて工作物の穴開け
の加工を行う状態を示す図である。FIG. 9 is a view showing a state in which drilling of a workpiece is performed using a tool tip (cutting blade).
１…工作機械 ３ａ…テーブル ３ｂ…サドル ７…工具 ９…ＣＮＣ １４…記憶装置 １７…ＣＰＵ １８…切削チップ ２１…光学式計測装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Machine tool 3a ... Table 3b ... Saddle 7 ... Tool 9 ... CNC 14 ... Storage device 17 ... CPU 18 ... Cutting chip 21 ... Optical measuring device
Claims (7)
する工具回転径検出方法であって、(a)工具の回転軸に
沿った任意の１つの検出区間を設定し、工具を回転させ
た状態で、前記任意の１つの検出区間内の複数位置で回
転径を検出すると共に、これら検出した複数の回転径の
中で最大の回転径を抽出するステップと、(b)直前のス
テップで最大の回転径を検出した位置を基準位置として
直前のステップで設定した検出区間よりもより短い検出
区間を工具の回転軸に沿って設定し、この設定したより
短い検出区間内の複数位置で回転径を検出すると共に、
これら検出した複数の回転径の中で最大の回転径を抽出
するステップと、からなり、前記ステップ(a)に続いて
前記ステップ(b)を少なくとも１回以上実行し、最後に
実行された前記ステップ(b)で抽出された最大の回転径
を前記工具回転径とすることを特徴とする工具回転径検
出方法。1. A tool rotation diameter detection method for detecting a tool rotation diameter during rotation of a tool, comprising: (a) setting an arbitrary one detection section along a rotation axis of the tool and rotating the tool; In the state, while detecting the rotation diameter at a plurality of positions in the arbitrary one detection section, extracting the maximum rotation diameter among the plurality of detected rotation diameters; A detection section shorter than the detection section set in the immediately preceding step is set along the rotation axis of the tool with the position at which the rotation diameter is detected as a reference position, and the rotation diameter is set at a plurality of positions within this shorter detection section. As well as detecting
Extracting the largest rotation diameter from among the plurality of rotation diameters detected, executing the step (b) at least once following the step (a), and finally executing the step (b). A tool rotation diameter detection method, wherein the maximum rotation diameter extracted in step (b) is used as the tool rotation diameter.
あって、前記ステップ(b)を所定条件が満足されるまで
繰り返し実行することを特徴とする工具回転径検出方
法。2. The method according to claim 1, wherein the step (b) is repeatedly performed until a predetermined condition is satisfied.
あって、前記ステップ(b)の検出区間内の複数位置の間
隔は等しく設定され、前記所定条件は、複数位置の間隔
が設定値以下になったとき満足されることを特徴とする
工具回転径検出方法。3. The tool rotation diameter detecting method according to claim 2, wherein an interval between a plurality of positions within the detection section in the step (b) is set equal, and the predetermined condition is that an interval between the plurality of positions is set. A method for detecting a tool rotation diameter, the method being satisfied when the value becomes equal to or less than a value.
あって、前記所定条件は、前記ステップ(b)が所定回数
実行されたとき満足されることを特徴とする工具回転径
検出方法。4. The method according to claim 2, wherein the predetermined condition is satisfied when the step (b) is performed a predetermined number of times. .
て、前記所定条件は、直前の回転径検出工程における最
大の回転径と今回の回転径検出工程における最大の回転
径の差が設定値以内になったとき満足されることを特徴
とする工具回転径検出方法。5. The tool diameter detection method according to claim 2, wherein the predetermined condition is that a difference between a maximum rotation diameter in the immediately preceding rotation diameter detection step and a maximum rotation diameter in the current rotation diameter detection step is determined. A tool rotation diameter detection method, which is satisfied when a value falls within a set value.
転径検出方法であって、前記ステップ(a)では、ｎ番目
の位置で検出した時に、（ｎ−１）番目の位置で検出し
た回転径がｎ番目及び（ｎ−２）番目の位置で検出した
回転径より大きいと判定される場合には、ステップ(a)
の処理を終了することを特徴とする工具回転径検出方
法。6. The tool rotation diameter detecting method according to claim 1, wherein in the step (a), when the tool rotation diameter is detected at the n-th position, the detection is performed at the (n-1) -th position. If it is determined that the detected rotation diameter is larger than the rotation diameters detected at the n-th and (n-2) th positions, step (a)
A tool rotation diameter detecting method, which ends the processing of (1).
転径検出方法であって、前記ステップ(a)及びステップ
(b)では、発光器及び受光器を使用し、発光器から受光
器に照射される光線に対し相対的に前記工具を回転軸線
方向の前記複数位置に順次位置決めし、これら各位置決
め位置において前記工具を前記光線を横断する方向に光
線に対し相対的に移動させて工具の両端の位置を検出
し、検出した位置に基づいて回転径を検出することを特
徴とする工具回転径検出方法。7. The method according to claim 1, wherein the step (a) and the step (a) are performed in the same manner.
In (b), using a light emitter and a light receiver, the tool is sequentially positioned at the plurality of positions in the rotation axis direction relative to a light beam emitted from the light emitter to the light receiver, and at each of these positioning positions, A method for detecting a tool rotation diameter, comprising: detecting a position of both ends of a tool by moving a tool relative to the light beam in a direction crossing the light beam; and detecting a rotation diameter based on the detected positions.
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|---|---|---|---|---|
| EP2322319A2 (en) | 2009-11-16 | 2011-05-18 | Jtekt Corporation | Tool radius adjusting system for boring holder, tool radius adjusting method in machine tool, and machine tool |
| JP2019018313A (en) * | 2017-07-20 | 2019-02-07 | エヌティーツール株式会社 | Tip information acquisition device and tip information acquisition method |
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2001
- 2001-02-23 JP JP2001048952A patent/JP3755411B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US8881354B2 (en) | 2009-11-16 | 2014-11-11 | Jtekt Corporation | Tool radius adjusting system for boring holder, tool radius adjusting method in machine tool, and machine tool |
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