JP2003136370A - Ｎｃ工作機械 - Google Patents
Ｎｃ工作機械Info
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- JP2003136370A JP2003136370A JP2001335609A JP2001335609A JP2003136370A JP 2003136370 A JP2003136370 A JP 2003136370A JP 2001335609 A JP2001335609 A JP 2001335609A JP 2001335609 A JP2001335609 A JP 2001335609A JP 2003136370 A JP2003136370 A JP 2003136370A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】制御性が向上し、加工精度が高いＮＣ工作機械
を提供する。 【解決手段】 ワーク保持台１４には定点（ワーク側の
定点）１８が、刃物保持部１２には定点（刃物側の定
点）１６がそれぞれ設けられる。ワーク側の定点１８と
刃物側の定点１６とが所定の距離離れて位置するように
設定された際に、ワーク側の定点と刃物側の定点との経
時的な相対位置及び／又は相対角度が測定され、該測定
結果に基づいてワーク側の定点と刃物側の定点との相対
位置及び／又は相対角度が補正できるようになっている
を提供する。 【解決手段】 ワーク保持台１４には定点（ワーク側の
定点）１８が、刃物保持部１２には定点（刃物側の定
点）１６がそれぞれ設けられる。ワーク側の定点１８と
刃物側の定点１６とが所定の距離離れて位置するように
設定された際に、ワーク側の定点と刃物側の定点との経
時的な相対位置及び／又は相対角度が測定され、該測定
結果に基づいてワーク側の定点と刃物側の定点との相対
位置及び／又は相対角度が補正できるようになっている
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＮＣ工作機械に係
り、 特に、刃物とワークとの相対位置の制御を正確に行
えるＮＣ工作機械に関する。
り、 特に、刃物とワークとの相対位置の制御を正確に行
えるＮＣ工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＮＣ工作機械において、刃物とワ
ークとの相対位置の制御は、ＣＮＣ部より刃物及びワー
クの位置データが出力され、アクチュエータ、たとえば
ステッピングモータ、ボールねじ等を介してそれぞれが
位置決めされることにより行われる。すなわち、フィー
ドフォワード制御がなされているのが一般的である。
ークとの相対位置の制御は、ＣＮＣ部より刃物及びワー
クの位置データが出力され、アクチュエータ、たとえば
ステッピングモータ、ボールねじ等を介してそれぞれが
位置決めされることにより行われる。すなわち、フィー
ドフォワード制御がなされているのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のフィードフォワード制御には、以下に説明する問題
点がある。１）モータ等の発熱による装置の熱変形、加
工によるワークの熱変形等により、刃物とワークとの相
対位置が設定値と実際の位置とで誤差を生じ、その結果
ワークの加工精度が低下する。
来のフィードフォワード制御には、以下に説明する問題
点がある。１）モータ等の発熱による装置の熱変形、加
工によるワークの熱変形等により、刃物とワークとの相
対位置が設定値と実際の位置とで誤差を生じ、その結果
ワークの加工精度が低下する。
【０００４】２）装置が大型化したり、重負荷の加工を
したり、装置のコンプライアンス（剛性）が不十分だっ
たりした場合、刃物がワークから逃げてしまい、刃物と
ワークとの相対位置が設定値と実際の位置とで誤差を生
じ、その結果ワークの加工精度が低下する。
したり、装置のコンプライアンス（剛性）が不十分だっ
たりした場合、刃物がワークから逃げてしまい、刃物と
ワークとの相対位置が設定値と実際の位置とで誤差を生
じ、その結果ワークの加工精度が低下する。
【０００５】３）地震、ワークの変形、等による異常振
動等があった場合でも、モータ等の負荷異常でなけれ
ば、検出できないことが多い。
動等があった場合でも、モータ等の負荷異常でなけれ
ば、検出できないことが多い。
【０００６】このような問題点に対処するためには、フ
ィードバック制御方式の導入が考えられるが、ＮＣ工作
機械の作業環境、たとえば、切削油、切り屑、粉塵等に
耐え得る制御方式の導入は容易ではない。
ィードバック制御方式の導入が考えられるが、ＮＣ工作
機械の作業環境、たとえば、切削油、切り屑、粉塵等に
耐え得る制御方式の導入は容易ではない。
【０００７】したがって、従来の装置を超える、加工精
度が高く、無人運転にも耐え得る、制御性のよいＮＣ工
作機械が求められていた。
度が高く、無人運転にも耐え得る、制御性のよいＮＣ工
作機械が求められていた。
【０００８】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、加工精度が高く、異常振動等の早期発見が容易で、
制御特性の良好なＮＣ工作機械を提供することを目的と
する。
で、加工精度が高く、異常振動等の早期発見が容易で、
制御特性の良好なＮＣ工作機械を提供することを目的と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、刃物保持部とワーク保持台との三次元方
向の相対位置を数値制御可能なＮＣ工作機械において、
ワーク保持台には定点（ワーク側の定点）が、刃物保持
部には定点（刃物側の定点）がそれぞれ設けられてお
り、 前記ワーク側の定点と刃物側の定点とが所定の距離
離れて位置するように設定された際に、前記ワーク側の
定点と刃物側の定点との経時的な相対位置及び／又は相
対角度が測定され、該測定結果に基づいて前記ワーク側
の定点と刃物側の定点との相対位置及び／又は相対角度
が補正できるようになっていることを特徴とするＮＣ工
作機械を提供する。
に、本発明は、刃物保持部とワーク保持台との三次元方
向の相対位置を数値制御可能なＮＣ工作機械において、
ワーク保持台には定点（ワーク側の定点）が、刃物保持
部には定点（刃物側の定点）がそれぞれ設けられてお
り、 前記ワーク側の定点と刃物側の定点とが所定の距離
離れて位置するように設定された際に、前記ワーク側の
定点と刃物側の定点との経時的な相対位置及び／又は相
対角度が測定され、該測定結果に基づいて前記ワーク側
の定点と刃物側の定点との相対位置及び／又は相対角度
が補正できるようになっていることを特徴とするＮＣ工
作機械を提供する。
【００１０】本発明によれば、ワーク側の定点と刃物側
の定点とが位置設定された際に、両者の経時的な相対位
置及び／又は相対角度が測定される。なお、ここに言う
測定とは、実測のみならず実測値より相対位置及び／又
は相対角度が演算されることをも含む。
の定点とが位置設定された際に、両者の経時的な相対位
置及び／又は相対角度が測定される。なお、ここに言う
測定とは、実測のみならず実測値より相対位置及び／又
は相対角度が演算されることをも含む。
【００１１】この測定結果に基づいてフィードバック制
御が行われ、ワーク側の定点と刃物側の定点との経時的
な相対位置及び／又は相対角度が補正できる。これによ
り、制御性が向上し、加工精度が高くなる等の性能向上
が図れる。
御が行われ、ワーク側の定点と刃物側の定点との経時的
な相対位置及び／又は相対角度が補正できる。これによ
り、制御性が向上し、加工精度が高くなる等の性能向上
が図れる。
【００１２】なお、ワーク側の定点と刃物側の定点との
経時的な相対位置及び／又は相対角度の変化は、「発明
が解決しようとする課題」に記載のように、装置の熱変
形、装置の残留応力、異常振動等のほか、装置の磨耗に
よっても生じる。
経時的な相対位置及び／又は相対角度の変化は、「発明
が解決しようとする課題」に記載のように、装置の熱変
形、装置の残留応力、異常振動等のほか、装置の磨耗に
よっても生じる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係るＮＣ工作機械の好ましい実施の形態について詳説す
る。ＮＣ工作機械とは、数値制御により加工がなされる
工作機械であり、マシニングセンタ、グラインディング
センタ、ＮＣ旋盤、ＮＣフライス盤、ＮＣ研削盤、ＮＣ
中ぐり盤、ＮＣ歯切り盤、ＮＣボール盤等のみならず、
ＮＣ制御による超音波加工機、放電加工機、ホーニング
盤、等広く含むものである。
係るＮＣ工作機械の好ましい実施の形態について詳説す
る。ＮＣ工作機械とは、数値制御により加工がなされる
工作機械であり、マシニングセンタ、グラインディング
センタ、ＮＣ旋盤、ＮＣフライス盤、ＮＣ研削盤、ＮＣ
中ぐり盤、ＮＣ歯切り盤、ＮＣボール盤等のみならず、
ＮＣ制御による超音波加工機、放電加工機、ホーニング
盤、等広く含むものである。
【００１４】図１〜図４は、本発明に係るＮＣ工作機械
１０の要部の構成を示す概念図である。各図に示される
ように、ＮＣ工作機械１０は、主としてワークを保持す
るワーク保持台１４、ツール（刃物）を保持する主軸台
２６、及び図示しない制御盤等とで構成されている。主
軸台２６の先端には刃物保持部１２が位置しており、刃
物保持部１２はスピンドル（主軸）２４を支持してい
る。
１０の要部の構成を示す概念図である。各図に示される
ように、ＮＣ工作機械１０は、主としてワークを保持す
るワーク保持台１４、ツール（刃物）を保持する主軸台
２６、及び図示しない制御盤等とで構成されている。主
軸台２６の先端には刃物保持部１２が位置しており、刃
物保持部１２はスピンドル（主軸）２４を支持してい
る。
【００１５】図１は、本発明の第一の実施態様を示すも
のであり、請求項１に対応する。同図において、ワーク
保持台１４にはワーク保持部１４ＡがＺ軸回りに回転自
在に支持されている。また、ワーク保持台１４上面の所
定位置には測定ヘッド２０が固定されており、これによ
りワーク側の定点１８を構成している。
のであり、請求項１に対応する。同図において、ワーク
保持台１４にはワーク保持部１４ＡがＺ軸回りに回転自
在に支持されている。また、ワーク保持台１４上面の所
定位置には測定ヘッド２０が固定されており、これによ
りワーク側の定点１８を構成している。
【００１６】主軸台２６先端の刃物保持部１２の側面に
は光反射素子２２が固定されており、これにより刃物側
の定点１６を構成している。光反射素子２２は、コーナ
ーキューブプリズム２２Ａとミラー２２Ｂとよりなる。
ワーク側の定点１８と刃物側の定点１６とは、Ｚ軸方向
に所定距離Ｌだけ離して設定されている。
は光反射素子２２が固定されており、これにより刃物側
の定点１６を構成している。光反射素子２２は、コーナ
ーキューブプリズム２２Ａとミラー２２Ｂとよりなる。
ワーク側の定点１８と刃物側の定点１６とは、Ｚ軸方向
に所定距離Ｌだけ離して設定されている。
【００１７】測定ヘッド２０より出射した光ビームは、
コーナーキューブプリズム２２Ａとミラー２２Ｂとでそ
れぞれ反射され、測定ヘッド２０に戻って検出される。
この２本の反射光ビームにより、ワーク側の定点１８と
刃物側の定点１６との相対位置及び／又は相対角度が測
定される。測定ヘッド２０、光反射素子２２、及び測定
原理の詳細については後述する。
コーナーキューブプリズム２２Ａとミラー２２Ｂとでそ
れぞれ反射され、測定ヘッド２０に戻って検出される。
この２本の反射光ビームにより、ワーク側の定点１８と
刃物側の定点１６との相対位置及び／又は相対角度が測
定される。測定ヘッド２０、光反射素子２２、及び測定
原理の詳細については後述する。
【００１８】この測定結果により、ＣＮＣによる設定値
と実測値との誤差が算出できる。同様に、実測値の経時
的な変化が算出できる。一例として、実測値の経時的な
変化（時間ｔ０〜ｔ１での変化）が次式で表される。 Ｘ方向の変位：Δx ＝（Ｘ2 −Ｘ1 ）(t1)−（Ｘ2 −Ｘ
1 ）(t0) Ｙ方向の変位：ΔY ＝（Ｙ2 −Ｙ1 ）(t1)−（Ｙ2 −Ｙ
1 ）(t0) Ｘ軸回り角度の変位：Θx ＝α(t1)−α(t0) Ｙ軸回り角度の変位：ΘY ＝β(t1)−β(t0) 上式において、ワーク側の定点１８の三次元座標は（Ｘ
1 、Ｙ1 、Ｚ1 ）であり、刃物側の定点１６の三次元座
標は（Ｘ2 、Ｙ2 、Ｚ2 ）である。
と実測値との誤差が算出できる。同様に、実測値の経時
的な変化が算出できる。一例として、実測値の経時的な
変化（時間ｔ０〜ｔ１での変化）が次式で表される。 Ｘ方向の変位：Δx ＝（Ｘ2 −Ｘ1 ）(t1)−（Ｘ2 −Ｘ
1 ）(t0) Ｙ方向の変位：ΔY ＝（Ｙ2 −Ｙ1 ）(t1)−（Ｙ2 −Ｙ
1 ）(t0) Ｘ軸回り角度の変位：Θx ＝α(t1)−α(t0) Ｙ軸回り角度の変位：ΘY ＝β(t1)−β(t0) 上式において、ワーク側の定点１８の三次元座標は（Ｘ
1 、Ｙ1 、Ｚ1 ）であり、刃物側の定点１６の三次元座
標は（Ｘ2 、Ｙ2 、Ｚ2 ）である。
【００１９】これらの結果をもとに、各変位（Δx 、Δ
Y 、Θx 、ΘY ）がそれぞれ０となるように、ワーク側
の定点１８と刃物側の定点１６との経時的な相対位置及
び／又は相対角度を補正すればよい。
Y 、Θx 、ΘY ）がそれぞれ０となるように、ワーク側
の定点１８と刃物側の定点１６との経時的な相対位置及
び／又は相対角度を補正すればよい。
【００２０】なお、本実施態様において、相対位置及び
／又は相対角度の測定手段は、光ビームを使用した測定
ヘッド２０と光反射素子２２との組み合わせに限られる
ものではなく、公知の各種手段が採用できる。
／又は相対角度の測定手段は、光ビームを使用した測定
ヘッド２０と光反射素子２２との組み合わせに限られる
ものではなく、公知の各種手段が採用できる。
【００２１】また、本実施態様において、ワーク側の定
点１８に測定ヘッド２０を、刃物側の定点１６に光反射
素子２２を配したが、これと逆の組み合わせ、すなわ
ち、ワーク側の定点１８に光反射素子２２を、刃物側の
定点１６に測定ヘッド２０を配する構成であってもよい
（請求項４に対応）。
点１８に測定ヘッド２０を、刃物側の定点１６に光反射
素子２２を配したが、これと逆の組み合わせ、すなわ
ち、ワーク側の定点１８に光反射素子２２を、刃物側の
定点１６に測定ヘッド２０を配する構成であってもよい
（請求項４に対応）。
【００２２】図２は、本発明の第二の実施態様を示すも
のであり、請求項２に対応する。同図において、（ａ）
は左側面図であり、（ｂ）は正面図である。なお、図１
と同一、類似の部材には同一の番号を付して、その説明
を省略する。
のであり、請求項２に対応する。同図において、（ａ）
は左側面図であり、（ｂ）は正面図である。なお、図１
と同一、類似の部材には同一の番号を付して、その説明
を省略する。
【００２３】ワーク保持台１４にはワーク保持部１４Ａ
がＺ軸回りに回転自在に支持されている。また、ワーク
保持台１４上面の所定位置には測定ヘッド２０が固定さ
れており、これによりワーク側の定点１８を構成してい
る。
がＺ軸回りに回転自在に支持されている。また、ワーク
保持台１４上面の所定位置には測定ヘッド２０が固定さ
れており、これによりワーク側の定点１８を構成してい
る。
【００２４】主軸台２６先端の刃物保持部１２の側面に
は光反射素子２２が固定されており、これにより刃物側
の定点１６Ａを構成している。さらに、この刃物側の定
点１６Ａの上方（Ｘ軸の正方向）Ｄだけ離れた位置に、
同様の光反射素子２２が固定されており、これにより他
の刃物側の定点１６Ｂを構成している。ワーク側の定点
１８と刃物側の定点１６Ａ及び他の刃物側の定点１６Ｂ
とは、Ｚ軸方向に所定距離Ｌだけ離して設定されてい
る。
は光反射素子２２が固定されており、これにより刃物側
の定点１６Ａを構成している。さらに、この刃物側の定
点１６Ａの上方（Ｘ軸の正方向）Ｄだけ離れた位置に、
同様の光反射素子２２が固定されており、これにより他
の刃物側の定点１６Ｂを構成している。ワーク側の定点
１８と刃物側の定点１６Ａ及び他の刃物側の定点１６Ｂ
とは、Ｚ軸方向に所定距離Ｌだけ離して設定されてい
る。
【００２５】測定ヘッド２０より出射した光ビームは、
刃物側の定点１６Ａで反射され、測定ヘッド２０に戻っ
て検出される。この反射光ビームにより、ワーク側の定
点１８と刃物側の定点１６Ａとの相対位置及び／又は相
対角度が測定される。次に、主軸台２６が距離Ｄだけ下
方（Ｘ軸の負方向）に移動した後、測定ヘッド２０より
出射した光ビームが、他の刃物側の定点１６Ｂで反射さ
れ、測定ヘッド２０に戻って検出される（図の想像線を
参照）。
刃物側の定点１６Ａで反射され、測定ヘッド２０に戻っ
て検出される。この反射光ビームにより、ワーク側の定
点１８と刃物側の定点１６Ａとの相対位置及び／又は相
対角度が測定される。次に、主軸台２６が距離Ｄだけ下
方（Ｘ軸の負方向）に移動した後、測定ヘッド２０より
出射した光ビームが、他の刃物側の定点１６Ｂで反射さ
れ、測定ヘッド２０に戻って検出される（図の想像線を
参照）。
【００２６】上記一連の測定結果により、ＣＮＣによる
設定値と実測値との誤差が算出できる。同様に、実測値
の経時的な変化が算出できる。一例として、実測値の経
時的な変化（時間ｔ０〜ｔ１での変化）が次式で表され
る。 他の刃物側の定点１６ＢのＸ方向の変位：Δx ＝（Ｘ22
−Ｘ1 ）(t1)−（Ｘ22−Ｘ1 ）(t0) Ｘ軸の傾きの変位：δ＝ｔａｎ-1［｛（Ｙ22−Ｙ21）
(t1)−（Ｙ22−Ｙ21）(t0)｝／Ｄ］ 刃物側の定点１６Ａと他の刃物側の定点１６Ｂとの間の
Ｘ軸回り角度の変位：Θ x ＝α(t1)−α(t0) 刃物側の定点１６Ａと他の刃物側の定点１６Ｂとの間の
Ｙ軸回り角度の変位：θ Y ＝β(t1)−β(t0) 上式において、ワーク側の定点１８の三次元座標は（Ｘ
1 、Ｙ1 、Ｚ1 ）であり、刃物側の定点１６Ａの三次元
座標は（Ｘ21、Ｙ21、Ｚ21）であり、他の刃物側の定点
１６Ｂの三次元座標は（Ｘ22、Ｙ22、Ｚ22）である。
設定値と実測値との誤差が算出できる。同様に、実測値
の経時的な変化が算出できる。一例として、実測値の経
時的な変化（時間ｔ０〜ｔ１での変化）が次式で表され
る。 他の刃物側の定点１６ＢのＸ方向の変位：Δx ＝（Ｘ22
−Ｘ1 ）(t1)−（Ｘ22−Ｘ1 ）(t0) Ｘ軸の傾きの変位：δ＝ｔａｎ-1［｛（Ｙ22−Ｙ21）
(t1)−（Ｙ22−Ｙ21）(t0)｝／Ｄ］ 刃物側の定点１６Ａと他の刃物側の定点１６Ｂとの間の
Ｘ軸回り角度の変位：Θ x ＝α(t1)−α(t0) 刃物側の定点１６Ａと他の刃物側の定点１６Ｂとの間の
Ｙ軸回り角度の変位：θ Y ＝β(t1)−β(t0) 上式において、ワーク側の定点１８の三次元座標は（Ｘ
1 、Ｙ1 、Ｚ1 ）であり、刃物側の定点１６Ａの三次元
座標は（Ｘ21、Ｙ21、Ｚ21）であり、他の刃物側の定点
１６Ｂの三次元座標は（Ｘ22、Ｙ22、Ｚ22）である。
【００２７】これらの結果をもとに、各変位（Δx 、
δ、Θx 、ΘY ）がそれぞれ０となるように、ワーク側
の定点１８と刃物側の定点１６Ａ及び他の刃物側の定点
１６Ｂとの相対位置及び／又は相対角度を補正すればよ
い。
δ、Θx 、ΘY ）がそれぞれ０となるように、ワーク側
の定点１８と刃物側の定点１６Ａ及び他の刃物側の定点
１６Ｂとの相対位置及び／又は相対角度を補正すればよ
い。
【００２８】図２の構成は、図１の構成と比較した場
合、Ｘ軸上に複数の光反射素子２２を配置したので、光
ビームと直角方向にあるＸ軸の経時的な相対位置及び／
又は相対角度の補正が可能となる効果が得られる。
合、Ｘ軸上に複数の光反射素子２２を配置したので、光
ビームと直角方向にあるＸ軸の経時的な相対位置及び／
又は相対角度の補正が可能となる効果が得られる。
【００２９】図３は、本発明の第三の実施態様を示すも
のであり、請求項３に対応する。なお、図１、図２と同
一、類似の部材には同一の番号を付して、その説明を省
略する。同図において、ワーク保持台１４にはワーク保
持部１４ＡがＺ軸回りに回転自在に支持されている。ま
た、ワーク保持台１４上面の所定位置には測定ヘッド２
０が固定されており、これによりワーク側の定点１８を
構成している。
のであり、請求項３に対応する。なお、図１、図２と同
一、類似の部材には同一の番号を付して、その説明を省
略する。同図において、ワーク保持台１４にはワーク保
持部１４ＡがＺ軸回りに回転自在に支持されている。ま
た、ワーク保持台１４上面の所定位置には測定ヘッド２
０が固定されており、これによりワーク側の定点１８を
構成している。
【００３０】主軸台２６先端の刃物保持部１２の側面に
は光反射素子２２が固定されており、これにより刃物側
の定点１６を構成している。ワーク側の定点１８と刃物
側の定点１６とは、Ｚ軸方向に所定距離Ｌ１だけ離して
設定されている。
は光反射素子２２が固定されており、これにより刃物側
の定点１６を構成している。ワーク側の定点１８と刃物
側の定点１６とは、Ｚ軸方向に所定距離Ｌ１だけ離して
設定されている。
【００３１】測定ヘッド２０より出射した光ビームは、
刃物側の定点１６で反射され、測定ヘッド２０に戻って
検出される。この反射光ビームにより、ワーク側の定点
１８と刃物側の定点１６との相対位置及び／又は相対角
度が測定される。次に、主軸台２６が距離Ｌ２だけ右方
（Ｚ軸の正方向）に移動した後、測定ヘッド２０より出
射した光ビームが、刃物側の定点１６で反射され、測定
ヘッド２０に戻って検出される（図の想像線を参照）。
刃物側の定点１６で反射され、測定ヘッド２０に戻って
検出される。この反射光ビームにより、ワーク側の定点
１８と刃物側の定点１６との相対位置及び／又は相対角
度が測定される。次に、主軸台２６が距離Ｌ２だけ右方
（Ｚ軸の正方向）に移動した後、測定ヘッド２０より出
射した光ビームが、刃物側の定点１６で反射され、測定
ヘッド２０に戻って検出される（図の想像線を参照）。
【００３２】上記一連の測定結果により、ＣＮＣによる
設定値と実測値との誤差が算出できる。同様に、実測値
の経時的な変化が算出できる。なお、一連の算出方法
は、前記第二の実施態様に対し軸方向が異なるのみであ
ることより、説明を省略する。
設定値と実測値との誤差が算出できる。同様に、実測値
の経時的な変化が算出できる。なお、一連の算出方法
は、前記第二の実施態様に対し軸方向が異なるのみであ
ることより、説明を省略する。
【００３３】これらの結果をもとに、各変位（Δx 、
δ、Θx 、ΘY ）がそれぞれ０となるように、ワーク側
の定点１８と刃物側の定点１６との経時的な相対位置及
び／又は相対角度を補正すればよい。
δ、Θx 、ΘY ）がそれぞれ０となるように、ワーク側
の定点１８と刃物側の定点１６との経時的な相対位置及
び／又は相対角度を補正すればよい。
【００３４】図３の構成は、図１の構成と比較した場
合、Ｚ軸上に複数の所定距離を設定して測定したので、
Ｚ軸の経時的な相対位置及び／又は相対角度の補正が可
能となるという効果が得られる。
合、Ｚ軸上に複数の所定距離を設定して測定したので、
Ｚ軸の経時的な相対位置及び／又は相対角度の補正が可
能となるという効果が得られる。
【００３５】図４は、本発明の第四の実施態様を示すも
のであり、請求項５に対応する。なお、図１、図２、 図
３と同一、類似の部材には同一の番号を付して、その説
明を省略する。同図において、ワーク保持台１４にはワ
ーク保持部１４ＡがＺ軸回りに回転自在に支持されてい
る。また、ワーク保持台１４上面の所定位置には測定ヘ
ッド２０が固定されており、これによりワーク側の定点
１８を構成している。
のであり、請求項５に対応する。なお、図１、図２、 図
３と同一、類似の部材には同一の番号を付して、その説
明を省略する。同図において、ワーク保持台１４にはワ
ーク保持部１４ＡがＺ軸回りに回転自在に支持されてい
る。また、ワーク保持台１４上面の所定位置には測定ヘ
ッド２０が固定されており、これによりワーク側の定点
１８を構成している。
【００３６】主軸台２６先端の刃物保持部１２の側面に
は光反射素子２２が固定されており、これにより刃物側
の定点１６を構成している。光反射素子２２は、コーナ
ーキューブプリズム２２Ａとミラー２２Ｂとよりなる。
ワーク側の定点１８と刃物側の定点１６とは、Ｚ軸方向
に所定距離Ｌだけ離して設定されている。
は光反射素子２２が固定されており、これにより刃物側
の定点１６を構成している。光反射素子２２は、コーナ
ーキューブプリズム２２Ａとミラー２２Ｂとよりなる。
ワーク側の定点１８と刃物側の定点１６とは、Ｚ軸方向
に所定距離Ｌだけ離して設定されている。
【００３７】更に、ワーク保持台１４から離れた位置に
は第二のワーク保持台３０が設けられるとともに、この
第二のワーク保持台３０には定点（ワーク側の第二定
点）３２が設けられている。
は第二のワーク保持台３０が設けられるとともに、この
第二のワーク保持台３０には定点（ワーク側の第二定
点）３２が設けられている。
【００３８】このように第二のワーク保持台３０を設け
る理由は、ワークを自動的に持ち替えて加工する等のた
めである。すなわち、ワーク保持台１４のワーク保持部
１４Ａで保持している部分のワーク（通常は、一端部）
は、そのままでは必然的に加工することはできない。そ
のため、加工済みの部分のワーク（通常は、他端部）を
第二のワーク保持台３０のワーク保持部３０Ａで保持さ
せ、その状態でワークを加工する。
る理由は、ワークを自動的に持ち替えて加工する等のた
めである。すなわち、ワーク保持台１４のワーク保持部
１４Ａで保持している部分のワーク（通常は、一端部）
は、そのままでは必然的に加工することはできない。そ
のため、加工済みの部分のワーク（通常は、他端部）を
第二のワーク保持台３０のワーク保持部３０Ａで保持さ
せ、その状態でワークを加工する。
【００３９】このためには、ワーク保持台１４と第二の
ワーク保持台３０との相対位置関係が正確に把握できて
いなければならない。本発明の第四の実施態様は、この
ような課題に答えるためになされたものである。
ワーク保持台３０との相対位置関係が正確に把握できて
いなければならない。本発明の第四の実施態様は、この
ような課題に答えるためになされたものである。
【００４０】図において、測定ヘッド２０より出射した
光ビームは、刃物側の定点１６で反射され、測定ヘッド
２０に戻って検出される。この反射光ビームにより、ワ
ーク側の定点１８と刃物側の定点１６との相対位置及び
／又は相対角度が測定される。
光ビームは、刃物側の定点１６で反射され、測定ヘッド
２０に戻って検出される。この反射光ビームにより、ワ
ーク側の定点１８と刃物側の定点１６との相対位置及び
／又は相対角度が測定される。
【００４１】同様に、測定ヘッド２０より出射した光ビ
ームは、ワーク側の第二定点３２に設けられた光反射素
子２２で反射され、測定ヘッド２０に戻って検出され
る。この反射光ビームにより、ワーク側の定点１８とワ
ーク側の第二定点３２との相対位置及び／又は相対角度
が測定される。
ームは、ワーク側の第二定点３２に設けられた光反射素
子２２で反射され、測定ヘッド２０に戻って検出され
る。この反射光ビームにより、ワーク側の定点１８とワ
ーク側の第二定点３２との相対位置及び／又は相対角度
が測定される。
【００４２】なお、ワーク側の定点１８とワーク側の第
二定点３２との間の測定においては、光ビームが主軸台
２６によって遮蔽されないよう、主軸台２６を上方に位
置させて行う。
二定点３２との間の測定においては、光ビームが主軸台
２６によって遮蔽されないよう、主軸台２６を上方に位
置させて行う。
【００４３】この測定結果により、ＣＮＣによる設定値
と実測値との誤差が算出できる。同様に、実測値の経時
的な変化が算出できる。一例として、実測値の経時的な
変化（時間ｔ０〜ｔ１での変化）が次式で表される。 （１）ワーク側の第二定点３２の刃物側の定点１６に対
する変位 Ｘ方向の変位：Δx ＝（Ｘ3 −Ｘ2 ）(t1)−（Ｘ3 −Ｘ
2 ）(t0)＝（（Ｘ3 −Ｘ 1 ）(t1)−（Ｘ2 −
Ｘ1 ）(t1)）−（（Ｘ3 −Ｘ1 ）(t0)−（Ｘ2 −Ｘ1 ）
(t0)） Ｙ方向の変位：ΔY ＝（Ｙ3 −Ｙ2 ）(t1)−（Ｙ3 −Ｙ
2 ）(t0)＝（（Ｙ3 −Ｙ 1 ）(t1)−（Ｙ2 −
Ｙ1 ）(t1)）−（（Ｙ3 −Ｙ1 ）(t0)−（Ｙ2 −Ｙ1 ）
(t0)） Ｘ軸回り角度の変位：Θx ＝（α3 −α2 ）(t1)−（α
3 −α2 ）(t0) Ｙ軸回り角度の変位：ΘY ＝（β3 −β2 ）(t1)−（β
3 −β2 ）(t0) （２）ワーク側の第二定点３２のワーク側の定点１８に
対する変位 Ｘ方向の変位：Δx ＝（Ｘ3 −Ｘ1 ）(t1)−（Ｘ3 −Ｘ
1 ）(t0) Ｙ方向の変位：ΔY ＝（Ｙ3 −Ｙ1 ）(t1)−（Ｙ3 −Ｙ
1 ）(t0) Ｘ軸回り角度の変位：Θx ＝α2(t1) −α2(t0) Ｙ軸回り角度の変位：ΘY ＝β2(t1) −β2(t0) 上式において、ワーク側の定点１８の三次元座標は（Ｘ
1 、Ｙ1 、Ｚ1 ）であり、刃物側の定点１６の三次元座
標は（Ｘ2 、Ｙ2 、Ｚ2 ）であり、ワーク側の第二定点
３２の三次元座標は（Ｘ3 、Ｙ3 、Ｚ3 ）である。
と実測値との誤差が算出できる。同様に、実測値の経時
的な変化が算出できる。一例として、実測値の経時的な
変化（時間ｔ０〜ｔ１での変化）が次式で表される。 （１）ワーク側の第二定点３２の刃物側の定点１６に対
する変位 Ｘ方向の変位：Δx ＝（Ｘ3 −Ｘ2 ）(t1)−（Ｘ3 −Ｘ
2 ）(t0)＝（（Ｘ3 −Ｘ 1 ）(t1)−（Ｘ2 −
Ｘ1 ）(t1)）−（（Ｘ3 −Ｘ1 ）(t0)−（Ｘ2 −Ｘ1 ）
(t0)） Ｙ方向の変位：ΔY ＝（Ｙ3 −Ｙ2 ）(t1)−（Ｙ3 −Ｙ
2 ）(t0)＝（（Ｙ3 −Ｙ 1 ）(t1)−（Ｙ2 −
Ｙ1 ）(t1)）−（（Ｙ3 −Ｙ1 ）(t0)−（Ｙ2 −Ｙ1 ）
(t0)） Ｘ軸回り角度の変位：Θx ＝（α3 −α2 ）(t1)−（α
3 −α2 ）(t0) Ｙ軸回り角度の変位：ΘY ＝（β3 −β2 ）(t1)−（β
3 −β2 ）(t0) （２）ワーク側の第二定点３２のワーク側の定点１８に
対する変位 Ｘ方向の変位：Δx ＝（Ｘ3 −Ｘ1 ）(t1)−（Ｘ3 −Ｘ
1 ）(t0) Ｙ方向の変位：ΔY ＝（Ｙ3 −Ｙ1 ）(t1)−（Ｙ3 −Ｙ
1 ）(t0) Ｘ軸回り角度の変位：Θx ＝α2(t1) −α2(t0) Ｙ軸回り角度の変位：ΘY ＝β2(t1) −β2(t0) 上式において、ワーク側の定点１８の三次元座標は（Ｘ
1 、Ｙ1 、Ｚ1 ）であり、刃物側の定点１６の三次元座
標は（Ｘ2 、Ｙ2 、Ｚ2 ）であり、ワーク側の第二定点
３２の三次元座標は（Ｘ3 、Ｙ3 、Ｚ3 ）である。
【００４４】これらの結果をもとに、それぞれの各変位
（Δx 、ΔY 、Θx 、ΘY ）がそれぞれ０となるよう
に、ワーク側の定点１８と刃物側の定点１６及びワーク
側の第二定点３２との経時的な相対位置及び／又は相対
角度を補正すればよい。
（Δx 、ΔY 、Θx 、ΘY ）がそれぞれ０となるよう
に、ワーク側の定点１８と刃物側の定点１６及びワーク
側の第二定点３２との経時的な相対位置及び／又は相対
角度を補正すればよい。
【００４５】なお、各定点間の所定距離（たとえば、
Ｄ、Ｌ）は、一般的にはＮＣ工作機械の各軸の位置デー
タを用いるが、定点の位置に位置センサーを設けるとと
もに、距離データを保有して用いてもよい。
Ｄ、Ｌ）は、一般的にはＮＣ工作機械の各軸の位置デー
タを用いるが、定点の位置に位置センサーを設けるとと
もに、距離データを保有して用いてもよい。
【００４６】次に、測定ヘッド２０の構成を図５にした
がって説明する。レーザー光源（ＬＤ）４０より出射し
たレーザー光は、集光レンズ４２、光ファイバー４４を
経てコリメートレンズ４６に入射し、コリメートレンズ
４６により平行な光束にされてビームスプリッター４８
に入射する。
がって説明する。レーザー光源（ＬＤ）４０より出射し
たレーザー光は、集光レンズ４２、光ファイバー４４を
経てコリメートレンズ４６に入射し、コリメートレンズ
４６により平行な光束にされてビームスプリッター４８
に入射する。
【００４７】ビームスプリッター４８に入射した光束は
直進する透過光と、垂直に曲げられる反射光とに分離さ
れる。透過光は光反射素子２２のうちコーナーキューブ
プリズム２２Ａにより反射されて、位置検出素子（ＰＳ
Ｄ）５４に入射する。
直進する透過光と、垂直に曲げられる反射光とに分離さ
れる。透過光は光反射素子２２のうちコーナーキューブ
プリズム２２Ａにより反射されて、位置検出素子（ＰＳ
Ｄ）５４に入射する。
【００４８】コーナーキューブプリズム２２Ａが光軸の
垂直方向にΔＰだけ変位すると、位置検出素子（ＰＳ
Ｄ）５４上では、コーナーキューブプリズム２２Ａから
の反射光は２ΔＰ変位する。したがって、２倍の分解能
で変位を検出できる。
垂直方向にΔＰだけ変位すると、位置検出素子（ＰＳ
Ｄ）５４上では、コーナーキューブプリズム２２Ａから
の反射光は２ΔＰ変位する。したがって、２倍の分解能
で変位を検出できる。
【００４９】一方、ビームスプリッター４８からの反射
光は、更に薄膜ビームスプリッター５０で垂直に曲げら
れ、前記の直進する透過光と平行をなす光束となって、
光反射素子２２のうち平面鏡であるミラー２２Ｂにより
反射されて、位置検出素子（ＰＳＤ）５２に入射するこ
のとき、位置検出素子（ＰＳＤ）５２とミラー２２Ｂと
の間の距離をＨとすると、ミラー２２Ｂの光軸に対する
角度変化ΔΘはΔΘ＝ｔａｎ-1（ΔＱ／Ｈ）となる。こ
こで、ΔＱは位置検出素子（ＰＳＤ）５２上での反射光
の変位とする。
光は、更に薄膜ビームスプリッター５０で垂直に曲げら
れ、前記の直進する透過光と平行をなす光束となって、
光反射素子２２のうち平面鏡であるミラー２２Ｂにより
反射されて、位置検出素子（ＰＳＤ）５２に入射するこ
のとき、位置検出素子（ＰＳＤ）５２とミラー２２Ｂと
の間の距離をＨとすると、ミラー２２Ｂの光軸に対する
角度変化ΔΘはΔΘ＝ｔａｎ-1（ΔＱ／Ｈ）となる。こ
こで、ΔＱは位置検出素子（ＰＳＤ）５２上での反射光
の変位とする。
【００５０】位置検出素子（ＰＳＤ）５２及び位置検出
素子（ＰＳＤ）５４で検出した光束は、図６にブロック
図で示される制御部により処理され各測定点の位置デー
タ、角度データ、等が得られ、また、これらの各データ
により、フィードバック制御が行われる。
素子（ＰＳＤ）５４で検出した光束は、図６にブロック
図で示される制御部により処理され各測定点の位置デー
タ、角度データ、等が得られ、また、これらの各データ
により、フィードバック制御が行われる。
【００５１】図６において、位置検出素子（ＰＳＤ）５
４からの信号は演算器５８で演算され、位置データに変
換され表示器６０に送られて位置表示をするとともに、
インターフェース６２に送られ、工作機械ＣＮＣのイン
ターフェース６４を経て工作機械ＣＮＣにおいてフィー
ドバック制御がなされる。
４からの信号は演算器５８で演算され、位置データに変
換され表示器６０に送られて位置表示をするとともに、
インターフェース６２に送られ、工作機械ＣＮＣのイン
ターフェース６４を経て工作機械ＣＮＣにおいてフィー
ドバック制御がなされる。
【００５２】位置検出素子（ＰＳＤ）５２からの信号は
演算器５６で演算され、角度データに変換され表示器６
０に送られて角度表示をするとともに、インターフェー
ス６２に送られ、ＣＮＣのインターフェース６４を経て
工作機械ＣＮＣにおいてフィードバック制御がなされ
る。
演算器５６で演算され、角度データに変換され表示器６
０に送られて角度表示をするとともに、インターフェー
ス６２に送られ、ＣＮＣのインターフェース６４を経て
工作機械ＣＮＣにおいてフィードバック制御がなされ
る。
【００５３】変位／角度補正演算器６６には、インター
フェース６４からの変位データ、角度データが、また、
位置データカウント部７０からの現在位置データが入力
され、経時的変化に対するＮＣ工作機械１０の各軸の補
正移動量が演算される。
フェース６４からの変位データ、角度データが、また、
位置データカウント部７０からの現在位置データが入力
され、経時的変化に対するＮＣ工作機械１０の各軸の補
正移動量が演算される。
【００５４】その後、移動指令６８が発せられ、ＮＣ工
作機械１０の各軸（刃物台、回転台、等）が移動するこ
とによって変位／角度の経時的変化の補正が完了する。
この場合、変位／角度補正演算器６６で演算される補正
値は、測定ヘッド２０で測定された変位／角度の量であ
る。
作機械１０の各軸（刃物台、回転台、等）が移動するこ
とによって変位／角度の経時的変化の補正が完了する。
この場合、変位／角度補正演算器６６で演算される補正
値は、測定ヘッド２０で測定された変位／角度の量であ
る。
【００５５】位置データカウント部７０での位置データ
は、インターフェース６４を経てインターフェース６２
に送られ、移動距離データ７２に蓄積され、演算器（角
度）５６で角度を演算する際に使用される。この角度
は、角度測定用位置検出素子または４分割フォトダイオ
ード５２の値と移動距離データ７２の値より算出され
る。
は、インターフェース６４を経てインターフェース６２
に送られ、移動距離データ７２に蓄積され、演算器（角
度）５６で角度を演算する際に使用される。この角度
は、角度測定用位置検出素子または４分割フォトダイオ
ード５２の値と移動距離データ７２の値より算出され
る。
【００５６】演算器５８で演算された位置データは、周
波数検出回路７４に送られ、フーリエ変換処理された後
に比較器８２に送られ、記憶されている周波数別判断デ
ータ７６と比較され、振動解析結果として表示器８４に
表示される。
波数検出回路７４に送られ、フーリエ変換処理された後
に比較器８２に送られ、記憶されている周波数別判断デ
ータ７６と比較され、振動解析結果として表示器８４に
表示される。
【００５７】同様に、演算器５８で演算された位置デー
タは、振幅変化検出回路７８に送られ、パターン処理さ
れた後に比較器８２に送られ、記憶されている振幅変化
判断データ８０と比較され、振動解析結果として表示器
８４に表示される。
タは、振幅変化検出回路７８に送られ、パターン処理さ
れた後に比較器８２に送られ、記憶されている振幅変化
判断データ８０と比較され、振動解析結果として表示器
８４に表示される。
【００５８】上記振動解析の詳細のフローが図７のブロ
ック図に示される。すなわち、図７は、振幅解析手段の
一実施例を示すブロック図であり、請求項６及び請求項
７の発明を実現する手段である。
ック図に示される。すなわち、図７は、振幅解析手段の
一実施例を示すブロック図であり、請求項６及び請求項
７の発明を実現する手段である。
【００５９】ここで、請求項６の発明は、経時的な相対
位置及び／又は相対角度の測定値が所定の閾値を超える
と位置の警報及び／又は角度の警報が発せられることを
特徴とする。
位置及び／又は相対角度の測定値が所定の閾値を超える
と位置の警報及び／又は角度の警報が発せられることを
特徴とする。
【００６０】また、請求項７の発明は、経時的な相対位
置の測定値から変化量の振幅と周期とが振動成分として
演算され、該演算結果より装置異常又は加工異常の有無
が判別されることを特徴とする。
置の測定値から変化量の振幅と周期とが振動成分として
演算され、該演算結果より装置異常又は加工異常の有無
が判別されることを特徴とする。
【００６１】図７において、振動解析が開始されると
（ステップ１００）、変位データの変動測定（ステップ
１０２）の結果がＦＦＴ解析（ステップ１０４）と振幅
変化パターン解析（ステップ１３０）とにそれぞれ送ら
れる。前者においては周波数により分別され、後者にお
いては波形のパターンにより分別される。
（ステップ１００）、変位データの変動測定（ステップ
１０２）の結果がＦＦＴ解析（ステップ１０４）と振幅
変化パターン解析（ステップ１３０）とにそれぞれ送ら
れる。前者においては周波数により分別され、後者にお
いては波形のパターンにより分別される。
【００６２】ＦＦＴ解析（ステップ１０４）がなされた
後、周波数別判断データによる分類（ステップ１０６）
がなされる。この分類は、要因毎に分類される。たとえ
ば、空気温度擾乱等（ステップ１０８）、電気ノイズ等
（ステップ１１０）、モーター振動等（ステップ１１
２）等である。周波数による分別は、周波数分類で考え
られる要因データ（ステップ１１４）と対比することに
よりなされる。
後、周波数別判断データによる分類（ステップ１０６）
がなされる。この分類は、要因毎に分類される。たとえ
ば、空気温度擾乱等（ステップ１０８）、電気ノイズ等
（ステップ１１０）、モーター振動等（ステップ１１
２）等である。周波数による分別は、周波数分類で考え
られる要因データ（ステップ１１４）と対比することに
よりなされる。
【００６３】この結果は表示され（ステップ１１６）、
また、データ変動は仕様精度範囲内であるか否かが判別
される（ステップ１１８）。その結果、仕様精度範囲内
である場合には、正常と判断され（ステップ１２０）、
仕様精度範囲外である場合にはエラー警報が発せられる
（ステップ１２２）。
また、データ変動は仕様精度範囲内であるか否かが判別
される（ステップ１１８）。その結果、仕様精度範囲内
である場合には、正常と判断され（ステップ１２０）、
仕様精度範囲外である場合にはエラー警報が発せられる
（ステップ１２２）。
【００６４】一方、波形のパターンにより分別される振
幅変化パターン解析（ステップ１３０）の場合、パター
ン別判断データによる分類（ステップ１３２）がなされ
る。具体的には、振幅急変、緩増減、散発等である。こ
の分類は、要因毎に分類される。たとえば、切削加工振
動等（ステップ１３４）、軸受異常、アンバランス、ブ
レ（ステップ１３６）、刃物欠損等（ステップ１３８）
等である。波形のパターンによる分別は、振幅変化パタ
ーン分類で考えられる要因データ（ステップ１４０）と
対比することによりなされる。
幅変化パターン解析（ステップ１３０）の場合、パター
ン別判断データによる分類（ステップ１３２）がなされ
る。具体的には、振幅急変、緩増減、散発等である。こ
の分類は、要因毎に分類される。たとえば、切削加工振
動等（ステップ１３４）、軸受異常、アンバランス、ブ
レ（ステップ１３６）、刃物欠損等（ステップ１３８）
等である。波形のパターンによる分別は、振幅変化パタ
ーン分類で考えられる要因データ（ステップ１４０）と
対比することによりなされる。
【００６５】この結果は表示され（ステップ１１６）、
また、データ変動は仕様精度範囲内であるか否かが判別
される（ステップ１１８）。その結果、仕様精度範囲内
である場合には、正常と判断され（ステップ１２０）、
仕様精度範囲外である場合にはエラー警報が発せられる
（ステップ１２２）。
また、データ変動は仕様精度範囲内であるか否かが判別
される（ステップ１１８）。その結果、仕様精度範囲内
である場合には、正常と判断され（ステップ１２０）、
仕様精度範囲外である場合にはエラー警報が発せられる
（ステップ１２２）。
【００６６】以上に説明した構成は、本発明の実施例で
あるが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各
種の構成が採り得る。
あるが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各
種の構成が採り得る。
【００６７】なお、光反射素子２２を公知資料である特
開平１−５７１１１号に示されるように、２個のコーナ
ーキューブプリズムと１個のミラーとで構成することに
より、経時的な相対位置及び相対角度の全要素（ΔＸ、
ΔＹ、ΔＺ、Δα、Δβ、Δγ）が測定でき、かつ、こ
れらの値の補正ができる。
開平１−５７１１１号に示されるように、２個のコーナ
ーキューブプリズムと１個のミラーとで構成することに
より、経時的な相対位置及び相対角度の全要素（ΔＸ、
ΔＹ、ΔＺ、Δα、Δβ、Δγ）が測定でき、かつ、こ
れらの値の補正ができる。
【００６８】しかしながら、本発明の実施態様によれ
ば、機械剛性、コンプライアンス、等の諸点より鑑み、
より加工精度の高いＮＣ工作機械が提供できる。
ば、機械剛性、コンプライアンス、等の諸点より鑑み、
より加工精度の高いＮＣ工作機械が提供できる。
【００６９】
【発明の効果】本発明によれば、ワーク側の定点と刃物
側の定点とが位置設定された際に、両者の経時的な相対
位置及び／又は相対角度が測定される。この測定結果に
基づいてフィードバック制御が行われ、ワーク側の定点
と刃物側の定点との相対位置及び／又は相対角度が補正
できる。これにより、制御性が向上し、加工精度が高く
なる等の性能向上が図れる。
側の定点とが位置設定された際に、両者の経時的な相対
位置及び／又は相対角度が測定される。この測定結果に
基づいてフィードバック制御が行われ、ワーク側の定点
と刃物側の定点との相対位置及び／又は相対角度が補正
できる。これにより、制御性が向上し、加工精度が高く
なる等の性能向上が図れる。
【図１】本発明の第一の実施態様を示す概略図
【図２】本発明の第二の実施態様を示す概略図
【図３】本発明の第三の実施態様を示す概略図
【図４】本発明の第四の実施態様を示す概略図
【図５】測定ヘッドの構成を示す概略図
【図６】本発明のＮＣ工作機械の制御部の一実施例を示
すブロック図
すブロック図
【図７】振幅解析手段の一実施例を示すブロック図
１０…ＮＣ工作機械、１２…刃物保持部、１４…ワーク
保持台、１６…刃物側の定点、１８…ワーク側の定点、
２０…測定ヘッド、２２…光反射素子、２４…スピンド
ル（主軸）、２６…主軸台、３０…第二のワーク保持
台、３２…ワーク側の第二定点、３４…光反射素子
保持台、１６…刃物側の定点、１８…ワーク側の定点、
２０…測定ヘッド、２２…光反射素子、２４…スピンド
ル（主軸）、２６…主軸台、３０…第二のワーク保持
台、３２…ワーク側の第二定点、３４…光反射素子
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
// Ｂ２３Ｂ 25/06 Ｂ２３Ｂ 25/06
Ｆターム(参考） 3C001 KA01 KB10 TA02 TB01 TD01
3C029 EE02
3C045 HA05
5H269 AB01 BB03 CC01 DD01 EE05
FF05 FF06
Claims (7)
- 【請求項１】刃物保持部とワーク保持台との三次元方向
の相対位置を数値制御可能なＮＣ工作機械において、 ワーク保持台には定点（ワーク側の定点）が、刃物保持
部には定点（刃物側の定点）がそれぞれ設けられてお
り、 前記ワーク側の定点と刃物側の定点とが所定の距離離れ
て位置するように設定された際に、前記ワーク側の定点
と刃物側の定点との経時的な相対位置及び／又は相対角
度が測定され、該測定結果に基づいて前記ワーク側の定
点と刃物側の定点との相対位置及び／又は相対角度が補
正できるようになっていることを特徴とするＮＣ工作機
械。 - 【請求項２】前記刃物保持部には複数の定点（刃物側の
定点）が設けられている請求項１に記載のＮＣ工作機
械。 - 【請求項３】前記ワーク側の定点と刃物側の定点とが複
数の所定の距離離れて位置するように複数回設定される
請求項１又は２に記載のＮＣ工作機械。 - 【請求項４】前記ワーク側の定点と刃物側の定点のいず
れか一方には測定ヘッドが、他方には光反射素子が配さ
れている請求項１、２又は３に記載のＮＣ工作機械。 - 【請求項５】前記ワーク保持台から離れた位置には第二
のワーク保持台が設けられるとともに、該第二のワーク
保持台には定点（ワーク側の第二定点）が設けられてお
り、 前記ワーク側の定点とワーク側の第二定点とが所定の距
離離れて位置するように設定された際に、前記ワーク側
の定点とワーク側の第二定点との経時的な相対位置及び
／又は相対角度が測定され、該測定結果に基づいて前記
ワーク側の定点とワーク側の第二定点との相対位置及び
／又は相対角度が補正できるようになっている請求項
１、２、３又は４に記載のＮＣ工作機械。 - 【請求項６】前記経時的な相対位置及び／又は相対角度
の測定値が所定の閾値を超えると位置の警報及び／又は
角度の警報が発せられる請求項１〜５のいずれかに記載
のＮＣ工作機械。 - 【請求項７】前記経時的な相対位置の測定値から変化量
の振幅と周期とが振動成分として演算され、該演算結果
より装置異常又は加工異常の有無が判別される請求項１
〜６のいずれかに記載のＮＣ工作機械。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001335609A JP2003136370A (ja) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | Ｎｃ工作機械 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001335609A JP2003136370A (ja) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | Ｎｃ工作機械 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003136370A true JP2003136370A (ja) | 2003-05-14 |
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ID=19150576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001335609A Pending JP2003136370A (ja) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | Ｎｃ工作機械 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003136370A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI466753B (zh) * | 2010-12-10 | 2015-01-01 | Factory Automation Technology | 動態變形自動修正裝置 |
| CN109765841A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-05-17 | 西北工业大学 | 在线监测数据与零件加工位置的时空映射方法 |
| JP2020082231A (ja) * | 2018-11-19 | 2020-06-04 | Dmg森精機株式会社 | 測定方法 |
| JP2021507820A (ja) * | 2017-12-22 | 2021-02-25 | ウォッチ・アウト・ソシエテ・アノニム | 工具ホルダと工作物ホルダとの間に３次元位置決め用の光学計測装置を持つ工作機械 |
| WO2021210521A1 (ja) * | 2020-04-17 | 2021-10-21 | ファナック株式会社 | 工作機械 |
| JP7427591B2 (ja) | 2017-12-22 | 2024-02-05 | ウォッチアウトコープ・ソシエテ・アノニム | 二つの構造を持つ３次元目標、光学計測装置及びそのような目標を使う方法 |
-
2001
- 2001-10-31 JP JP2001335609A patent/JP2003136370A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI466753B (zh) * | 2010-12-10 | 2015-01-01 | Factory Automation Technology | 動態變形自動修正裝置 |
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| US11642749B2 (en) | 2017-12-22 | 2023-05-09 | Ldi Finances | Machine tool with an optical measuring device for three dimensional registration between the tool holder and the work holder |
| JP7368662B2 (ja) | 2017-12-22 | 2023-10-25 | ウォッチアウトコープ・ソシエテ・アノニム | 工具ホルダと工作物ホルダとの間に３次元位置決め用の光学計測装置を持つ工作機械 |
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| CN115427190A (zh) * | 2020-04-17 | 2022-12-02 | 发那科株式会社 | 机床 |
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| CN115427190B (zh) * | 2020-04-17 | 2024-04-30 | 发那科株式会社 | 机床 |
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