JP2005193318A - Processing unit - Google Patents

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JP2005193318A
JP2005193318A JP2004000322A JP2004000322A JP2005193318A JP 2005193318 A JP2005193318 A JP 2005193318A JP 2004000322 A JP2004000322 A JP 2004000322A JP 2004000322 A JP2004000322 A JP 2004000322A JP 2005193318 A JP2005193318 A JP 2005193318A
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Japan
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tool
hardness
workpiece
machining
processing
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Japanese (ja)
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Masami Uchibori
雅巳 内堀
Hirotaka Hayashi
浩孝 林
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Akashi Corp
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Akashi Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a processing unit capable of easily performing processing work without measuring the hardness of every article to be processed by a user. <P>SOLUTION: This processing unit comprises a processing means for processing the article to be processed (work W) (for example, tool 3, spindle 4, spindle head 5, X-axis moving motor 21, Y-axis moving motor 22 and rotating motor 24), a hardness measuring means (for example, scleroscope 7 and hardness measuring part 70) for measuring the hardness of the work, and a control means (for example, CPU 11 and processing program 131) for controlling the processing of the work by the processing means on the basis of a result of the measurement by the hardness measuring means. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、被加工物を加工する加工装置に関する。   The present invention relates to a processing apparatus for processing a workpiece.

従来から、加工装置として、被加工物の多面に亙り、フライス加工、穴あけ加工、ねじ切加工、中ぐり加工、研削加工、リーマ加工等の多様な加工作業が可能なマシニングセンタが使用されている。
このようなマシニングセンタとして、例えば、加工工具が取り付けられる回転主軸と、回転主軸に必要な加工工具を供給交換するツールチェンジャと、回転及び水平移動可能な移動加工テーブル等を備え、複数の加工工具の中から加工目的に適合した所望の加工工具を選択して主軸に取り付けて、被加工物を加工するマシニングセンタが知られている(例えば、特許文献1)。
2. Description of the Related Art Conventionally, machining centers that can perform various machining operations such as milling, drilling, threading, boring, grinding, and reamer machining have been used as machining devices.
As such a machining center, for example, a rotating spindle to which a machining tool is attached, a tool changer for supplying and exchanging a machining tool necessary for the rotating spindle, a movable machining table that can be rotated and horizontally moved, and the like are provided. There is known a machining center for processing a workpiece by selecting a desired machining tool suitable for a machining purpose from among them and attaching it to a spindle (for example, Patent Document 1).

ところで、加工作業に用いられる被加工物は、その種類によって硬さが異なっている。また、同一種類の被加工物であっても、例えば、熱処理や溶接接合処理を施されたものは、そのような処理を行わなかったものに比べて硬さが異なる場合もある。従って、加工作業においては、被加工物ごとに硬さを測定し、その硬さに適合する加工条件(例えば、工具の種類、回転数、送り速度等)を設定しておいて、その条件に基づいて加工を行う必要がある。不適な加工条件で加工を行うと、加工工具の磨耗、折損等を招くおそれがあるからである。
特開平6−55387号公報
By the way, the work piece used for the machining work varies in hardness depending on the type. Moreover, even if it is the same kind of to-be-processed object, the thing to which heat processing and the welding joining process were performed, for example, may differ in hardness compared with the thing which did not perform such a process. Therefore, in machining operations, the hardness is measured for each workpiece, and machining conditions (for example, tool type, rotation speed, feed rate, etc.) that match the hardness are set, and the conditions are It is necessary to perform processing based on this. This is because if the processing is performed under unsuitable processing conditions, the processing tool may be worn or broken.
JP-A-6-55387

しかしながら、加工作業前に、マシニングセンタの外部で予め被加工物の硬さを測定し、その硬さに適合した加工条件を入力した後、被加工物をセットして加工作業を開始させなければならないため、加工作業が煩雑になるという問題点があった。   However, before the machining operation, it is necessary to measure the hardness of the workpiece in advance outside the machining center and input machining conditions suitable for the hardness, then set the workpiece and start the machining operation. Therefore, there has been a problem that the processing work becomes complicated.

そこで、本発明の課題は、ユーザが被加工物ごとに硬さを測定することなく、加工作業をより容易に行うことができる加工装置を提供することである。   Then, the subject of this invention is providing the processing apparatus which can perform a processing operation more easily, without a user measuring hardness for every workpiece.

上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、例えば、図3に示すように、
被加工物を加工する加工手段(例えば、工具3、主軸4、主軸頭5、X軸駆動モータ21、Y軸駆動モータ22、回転モータ24)と、
前記被加工物の硬さを測定する硬さ測定手段(例えば、反発式硬度計7、硬さ測定部70)と、
前記硬さ測定手段による測定結果に基づいて、前記加工手段による前記被加工物の加工を制御する制御手段(例えば、CPU11)と、
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is, for example, as shown in FIG.
Processing means for processing the workpiece (for example, the tool 3, the spindle 4, the spindle head 5, the X-axis drive motor 21, the Y-axis drive motor 22, and the rotation motor 24);
Hardness measuring means for measuring the hardness of the workpiece (for example, rebound hardness meter 7, hardness measuring unit 70);
Control means (for example, CPU 11) for controlling the processing of the workpiece by the processing means based on the measurement result by the hardness measuring means;
It is characterized by providing.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の加工装置であって、
被加工物の硬さと被加工物の加工条件とが対応付けられて記憶されている記憶手段(例えば、加工条件テーブル132)を備え、
前記制御手段は、
前記硬さ測定手段によって測定された前記被加工物の硬さに対応する加工条件を前記記憶手段から取得して、その加工条件に基づいて前記加工手段に前記被加工物の加工を行わせることを特徴とする。
Invention of Claim 2 is a processing apparatus of Claim 1, Comprising:
A storage means (for example, a processing condition table 132) in which the hardness of the workpiece and the processing conditions of the workpiece are stored in association with each other;
The control means includes
Acquiring machining conditions corresponding to the hardness of the workpiece measured by the hardness measuring means from the storage means, and causing the machining means to process the workpiece based on the machining conditions. It is characterized by.

請求項3記載の発明は、請求項2記載の加工装置であって、
前記加工条件には、前記被加工物の加工時に使用する工具に関する工具情報が含まれ、
複数の工具(3)を収納する工具収納部(8)と、
前記工具収納部から工具を取得して前記加工手段の工具取付部(例えば、主軸4)に装着するとともに、前記工具取付部から工具を外して前記工具収納部に返却する工具交換手段(例えば、交換装置9)と、
を備え、
前記制御手段は、
前記硬さ測定手段によって測定された前記被加工物の硬さに対応する工具情報を前記記憶手段から取得して、その工具情報に基づいて前記工具交換手段に工具の交換を行わせることを特徴とする。
Invention of Claim 3 is a processing apparatus of Claim 2, Comprising:
The machining conditions include tool information relating to a tool used when machining the workpiece,
A tool storage section (8) for storing a plurality of tools (3);
A tool changer (for example, a tool that removes the tool from the tool mounting part and returns it to the tool storage part while acquiring the tool from the tool storage part and mounting the tool on the tool mounting part (for example, the spindle 4) of the processing means. Exchange device 9);
With
The control means includes
Tool information corresponding to the hardness of the workpiece measured by the hardness measuring means is acquired from the storage means, and the tool changing means is made to change the tool based on the tool information. And

請求項4記載の発明は、請求項3記載の加工装置であって、
前記硬さ測定手段は、
前記加工手段の前記工具取付部に着脱可能に構成され、
前記工具交換手段は、
前記硬さ測定手段を前記工具取付部に装着するとともに、前記工具取付部から前記硬さ測定手段を外すことが可能に構成されていることを特徴とする。
Invention of Claim 4 is a processing apparatus of Claim 3, Comprising:
The hardness measuring means includes
It is configured to be detachable from the tool mounting portion of the processing means,
The tool changing means is
The hardness measuring means is mounted on the tool mounting portion, and the hardness measuring means can be removed from the tool mounting portion.

請求項5記載の発明は、請求項1〜4の何れか一項に記載の加工装置であって、
前記被加工物の位置を検出する検出手段(例えば、検出器40)を備え、
前記硬さ測定手段は、
前記検出手段によって検出される前記被加工物の所定の位置ごとに硬さを測定することを特徴とする。
Invention of Claim 5 is a processing apparatus as described in any one of Claims 1-4, Comprising:
A detection means (for example, a detector 40) for detecting the position of the workpiece;
The hardness measuring means includes
Hardness is measured for each predetermined position of the workpiece detected by the detection means.

請求項1記載の発明によれば、被加工物の硬さが測定され、この測定結果に基づいて被加工物の加工が制御される。従って、ユーザが予め被加工物の硬さを加工装置外部で測定する必要がないため、加工作業をより容易に行うことができる。   According to the first aspect of the present invention, the hardness of the workpiece is measured, and the machining of the workpiece is controlled based on the measurement result. Therefore, since it is not necessary for the user to measure the hardness of the workpiece in advance outside the processing apparatus, the processing operation can be performed more easily.

請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、被加工物の硬さに対応する加工条件に基づいて被加工物の加工が行われる。従って、被加工物の硬さに適合する加工を行うことができる。   According to the second aspect of the invention, it is possible to obtain the same effect as the first aspect of the invention, and in particular, processing of the workpiece based on the processing conditions corresponding to the hardness of the workpiece. Is done. Therefore, processing suitable for the hardness of the workpiece can be performed.

請求項3記載の発明によれば、請求項2記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、被加工物の硬さに対応する工具に関する工具情報に基づいて、工具の交換が行われる。従って、被加工物の硬さに適合する工具が加工に用いられることとなり、工具の磨耗率、折損率を低減させることができる。   According to the third aspect of the present invention, it is possible to obtain the same effect as the second aspect of the invention, in particular, based on the tool information on the tool corresponding to the hardness of the work piece. Exchange is performed. Therefore, a tool suitable for the hardness of the workpiece is used for machining, and the wear rate and breakage rate of the tool can be reduced.

請求項4記載の発明によれば、請求項3記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、工具取付部に硬さ測定手段が交換される。従って、硬さ測定手段を独立して設けるスペースを確保する必要がないので、加工装置の大型化を防止することができるとともに設計の自由度が阻害されることがない。   According to the fourth aspect of the invention, it is possible to obtain the same effect as that of the third aspect of the invention, and in particular, the hardness measuring means is exchanged for the tool mounting portion. Therefore, it is not necessary to secure a space for providing the hardness measuring means independently, so that the processing apparatus can be prevented from being enlarged and the design freedom is not hindered.

請求項5記載の発明によれば、請求項1〜4の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、被加工物の所定の位置ごとに硬さが測定される。従って、例えば、所定の位置ごとに硬さが異なる被加工物を加工する場合であっても、その位置ごとに適切な加工を施すことができる。   According to the fifth aspect of the present invention, it is of course possible to obtain the same effect as that of any one of the first to fourth aspects of the invention, and in particular, the hardness at each predetermined position of the workpiece. Is measured. Therefore, for example, even when a workpiece having different hardness at each predetermined position is processed, appropriate processing can be performed at each position.

[第一の実施形態]
以下、図面を参照して、第一の実施形態にかかる加工装置としてのマシニングセンタ100について詳細に説明する。図1は、第一の実施形態にかかるマシニングセンタの平面図、図2は、図1のマシニングセンタのII−II部断面図、図3は、図1のマシニングセンタにおける制御系を示すブロック図である。
なお、本明細書において、図1に示すマシニングセンタ100の主軸4の中心軸線に平行な方向をX軸、図1の紙面においてX軸に垂直な方向をZ軸、X軸およびZ軸に垂直な方向(図1の紙面に対して垂直方向)をY軸と定義する。
[First embodiment]
Hereinafter, a machining center 100 as a processing apparatus according to the first embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of the machining center according to the first embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of the machining center of FIG. 1, and FIG. 3 is a block diagram showing a control system in the machining center of FIG.
In this specification, the direction parallel to the central axis of the main shaft 4 of the machining center 100 shown in FIG. 1 is the X axis, and the direction perpendicular to the X axis is Z axis, and the direction perpendicular to the X axis in FIG. The direction (perpendicular to the paper surface of FIG. 1) is defined as the Y axis.

マシニングセンタ100は、図1、図2に示すように、基台1と、基台1上に立設するコラム2と、コラム2に設けられ、工具3が装着される主軸4を支持する主軸頭5と、基台1上に設けられ、被加工物としてのワークWが載置される加工台6と、ワークWの硬さを測定する硬さ測定手段としての反発式硬度計7と、複数の工具3等を収納する工具収納部8と、工具3等を主軸4に着脱させる交換装置9と、各部を制御する制御部10等を備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the machining center 100 includes a base 1, a column 2 standing on the base 1, and a spindle head that is provided on the column 2 and supports a spindle 4 on which a tool 3 is mounted. 5, a processing table 6 provided on the base 1 and on which a workpiece W as a workpiece is placed, a repulsion hardness meter 7 as a hardness measuring means for measuring the hardness of the workpiece W, and a plurality of A tool storage unit 8 that stores the tool 3 and the like, an exchange device 9 that attaches and detaches the tool 3 and the like to the main shaft 4, and a control unit 10 that controls each unit.

コラム2は、基台1の略中央部に立設され、マシニングセンタ100の本体を構成する。このコラム2は、図1に示すように、例えば、略直方体形状を成しており、短手方向壁面部2aの一方に主軸4を備える主軸頭5が支持されている。
主軸頭5は、コラム2に高さ方向に延設されたリニアガイド31に案内され、内部に装備されているY軸移動モータ22によってY軸方向にスライド移動可能な構成となっている。
The column 2 is erected substantially at the center of the base 1 and constitutes the main body of the machining center 100. As shown in FIG. 1, the column 2 has, for example, a substantially rectangular parallelepiped shape, and a spindle head 5 including a spindle 4 is supported on one of the short-side wall surfaces 2 a.
The spindle head 5 is guided by a linear guide 31 extending in the height direction on the column 2 and is configured to be slidable in the Y-axis direction by a Y-axis moving motor 22 installed therein.

主軸4は、主軸頭5に装備されたX軸移動モータ21によって、X軸方向に進退可能に主軸頭5に支持されている。この主軸4は、工具3及び反発式硬度計7を着脱可能にするための治具(図示省略)を備えており、工具取付部として機能する。
また、主軸4は、主軸頭5に取り付けられた回転モータ24によって回転駆動され、工具3を回転させ加工できるようになっている。
このように、主軸4を回転駆動させつつ、X軸方向及びY軸方向に移動させることによって、ワークWの加工が行われる構成となっており、主軸4、主軸頭5、X軸移動モータ21、Y軸移動モータ22、回転モータ24は、ワークWを加工する加工手段として機能する。
The spindle 4 is supported on the spindle head 5 by an X-axis moving motor 21 mounted on the spindle head 5 so as to be able to advance and retract in the X-axis direction. The main shaft 4 includes a jig (not shown) for making the tool 3 and the repulsive hardness meter 7 detachable, and functions as a tool mounting portion.
Further, the spindle 4 is rotationally driven by a rotary motor 24 attached to the spindle head 5 so that the tool 3 can be rotated and processed.
In this way, the workpiece W is machined by moving the spindle 4 in the X-axis direction and the Y-axis direction while rotating the spindle 4. The spindle 4, the spindle head 5, and the X-axis moving motor 21. The Y-axis moving motor 22 and the rotary motor 24 function as processing means for processing the workpiece W.

加工台6は、ワークW固定用の台であり、コラム2の主軸頭5側に、コラム2と平行に敷設されたリニアガイド32に案内され、Z軸移動モータ23によってZ軸方向にスライド移動可能な構成となっている。従って、ワークWを所定の加工作業位置に位置させることができるようになっている。   The processing table 6 is a table for fixing the workpiece W, guided to the spindle head 5 side of the column 2 by a linear guide 32 laid parallel to the column 2, and slid in the Z-axis direction by the Z-axis moving motor 23. It has a possible configuration. Accordingly, the workpiece W can be positioned at a predetermined processing work position.

反発式硬度計7は、例えば、本体部7´と、本体部7´内に内蔵された弾性部材(図示省略)と、弾性部材の弾性力でワークWに向かって撥ね飛ばされるハンマ(図示省略)と、本体部7´に設けられたコイル(図示省略)等を備えており、主軸4と着脱可能な構成となっている。   The repulsive hardness meter 7 includes, for example, a main body 7 ′, an elastic member (not shown) built in the main body 7 ′, and a hammer (not shown) that is repelled toward the workpiece W by the elastic force of the elastic member. ) And a coil (not shown) or the like provided in the main body portion 7 ′, and is configured to be detachable from the main shaft 4.

そして、ハンマに内蔵された磁石(図示省略)がコイル内を通過するときにコイルに発生した電圧に基づいて、ハンマの打撃速度及び反発速度が算出され、これらの速度に基づいてワークWの硬さが算出されるようになっている。このように、ハンマが弾性部材によって撥ね飛ばされる構成となっているため、必ずしもハンマを鉛直方向に上方から下方に向けてワークWに衝突させる必要はなく、ハンマを所望の角度にして硬さ測定を行うことができる点で好適である。反発式硬度計7によって測定されたワークWの硬さの数値は、制御部10に出力されるようになっている。
なお、この反発式硬度計7は単体でもワークWの硬さ測定を行うことができるようにしてもよい。
Then, the hammer striking speed and repulsion speed are calculated based on the voltage generated in the coil when a magnet (not shown) built in the hammer passes through the coil, and the hardness of the workpiece W is determined based on these speeds. Is calculated. As described above, since the hammer is repelled by the elastic member, it is not always necessary to cause the hammer to collide with the workpiece W from the upper side to the lower side in the vertical direction, and the hardness is measured at a desired angle. This is preferable in that it can be performed. The numerical value of the hardness of the workpiece W measured by the repulsive hardness meter 7 is output to the control unit 10.
Note that the rebound type hardness meter 7 may be a single unit that can measure the hardness of the workpiece W.

工具収納部8は、複数の工具3及び反発式硬度計7が収納される箱体であり、加工台6と同様に基台1上のリニアガイド32に案内され、Z軸移動モータ23によってZ軸方向にスライド移動可能な構成となっている。
交換装置9は、工具収納部8のコラム2側に設けられ、加工時に指定される工具3を工具収納部8から工具3を取得して、所定の工具交換位置で主軸4に装着するとともに、主軸4から工具3を外して工具収納部8に返却する装置である。即ち、交換装置9は、工具交換手段として機能する。この交換装置9は、工具収納部8のスライド移動に追従して移動する構成となっている。
The tool storage unit 8 is a box that stores a plurality of tools 3 and a repulsive hardness tester 7, and is guided by a linear guide 32 on the base 1 in the same manner as the processing table 6. It is configured to be slidable in the axial direction.
The exchange device 9 is provided on the column 2 side of the tool storage unit 8, acquires the tool 3 specified at the time of machining from the tool storage unit 8, and attaches it to the spindle 4 at a predetermined tool replacement position. It is a device that removes the tool 3 from the spindle 4 and returns it to the tool storage unit 8. That is, the changer 9 functions as a tool changer. The exchange device 9 is configured to move following the sliding movement of the tool storage unit 8.

そして、加工時には、工具収納部8が主軸4と対向配置するようにスライド移動した後、主軸4が交換装置9に向かって進出し所定の工具交換位置まで到達した後、交換装置9が反発式硬度計7を取得して、その反発式硬度計7が主軸4に装着される構成となっている。
また、硬さ測定終了後、加工対象のワークWに適合する工具3が指定されたとき、再度主軸4が所定の工具交換位置まで進出し、交換装置9によって主軸4から反発式硬度計7が外され、工具収納部8内のもとの収納位置に返却された後、さらに指定された工具3が工具収納部8から取得され、その工具3が主軸4に新たに装着される構成となっている。
At the time of machining, after the tool storage portion 8 slides so as to face the main shaft 4, the main shaft 4 advances toward the change device 9 and reaches a predetermined tool change position, and then the change device 9 is repulsive. The hardness meter 7 is acquired, and the repulsive hardness meter 7 is attached to the main shaft 4.
When the tool 3 suitable for the workpiece W to be machined is designated after the hardness measurement is completed, the spindle 4 advances again to a predetermined tool changing position, and the repulsive hardness meter 7 is moved from the spindle 4 by the changing device 9. After being removed and returned to the original storage position in the tool storage unit 8, the designated tool 3 is acquired from the tool storage unit 8, and the tool 3 is newly mounted on the spindle 4. ing.

制御部10は、図3に示すように、CPU11と、RAM12と、ROM13等から構成されている。
CPU11は、ROM13内に格納されたプログラムやデータを読み出してRAM12内に展開し、そのプログラムに基づいて各部への指示やデータの送信等を行うものである。
ROM13は、マシニングセンタ100の各部の基本動作を制御する加工プログラム131と、加工条件が加工条件データとして記憶されている加工条件テーブル132と、その他所定の加工作業にかかる各種プログラム、各種データ等を格納している。
As shown in FIG. 3, the control unit 10 includes a CPU 11, a RAM 12, a ROM 13, and the like.
The CPU 11 reads out programs and data stored in the ROM 13 and develops them in the RAM 12, and performs instructions and data transmission to each unit based on the programs.
The ROM 13 stores a machining program 131 for controlling the basic operation of each part of the machining center 100, a machining condition table 132 in which machining conditions are stored as machining condition data, and various programs and various data related to predetermined machining operations. doing.

加工プログラム131は、加工時に使用する工具3に関する工具情報を含む加工条件テーブル132に記憶されている加工条件データに基づいて、ワークWの加工を行わせるプログラムであり、CPU11はかかる加工プログラム131を実行することによって、制御手段として機能する。
加工条件テーブル132は、それぞれのワークWの硬さに適合する工具3に関する工具情報や、主軸4の回転数或いは送り速度等の作業情報等の加工条件を、その硬さと対応付けて記憶するテーブルである。このように、加工条件テーブル132は、記憶手段として機能する。
The machining program 131 is a program for machining the workpiece W based on the machining condition data stored in the machining condition table 132 including the tool information related to the tool 3 used at the time of machining. The CPU 11 executes the machining program 131. By executing, it functions as a control means.
The machining condition table 132 is a table for storing machining information such as tool information related to the tool 3 that matches the hardness of each workpiece W and work information such as the rotation speed or feed speed of the spindle 4 in association with the hardness. It is. Thus, the processing condition table 132 functions as a storage unit.

そして、加工時においては、加工条件テーブル132の中から測定されたワークWの硬さに対応する加工条件データが取得され、取得された加工条件データに基づいて加工プログラム131が実行されることによって、工具交換や、主軸4の回転数及び送り速度等が設定される構成となっている。
なお、制御部10は、反発式硬度計7、交換装置9、X軸移動モータ21、Y軸移動モータ22、Z軸移動モータ23、回転モータ24の他、ユーザが各部の操作を行うための操作部(図示省略)等とインターフェース(図示省略)を介して電気的に接続されており、各部を制御可能な構成となっている。
At the time of machining, machining condition data corresponding to the hardness of the workpiece W measured from the machining condition table 132 is acquired, and the machining program 131 is executed based on the acquired machining condition data. The tool change, the rotational speed of the main shaft 4 and the feed speed are set.
The control unit 10 is for the user to operate each part in addition to the repulsive hardness meter 7, the exchange device 9, the X-axis movement motor 21, the Y-axis movement motor 22, the Z-axis movement motor 23, and the rotation motor 24. It is electrically connected to an operation unit (not shown) or the like via an interface (not shown), and each unit can be controlled.

次に、第一の実施形態にかかるマシニングセンタ100を用いて行う加工作業の一例について、図4に示すフローチャートを用いて説明する。
なお、以下に示す加工作業においては、加工台6にワークWが載置されていることと、主軸4には何も装着されていない状態であることが前提となる。
Next, an example of a machining operation performed using the machining center 100 according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
In the machining operations described below, it is assumed that the workpiece W is placed on the machining table 6 and that nothing is mounted on the spindle 4.

先ず、CPU11は、ユーザによる操作部(図示省略)の操作に基づいて加工作業開始信号が出力されたか否かを判断する(ステップS1)。そして、CPU11は、加工作業開始信号が出力されたと判断した場合(ステップS1;Yes)には、硬さ測定開始信号が出力されたか否かを判断する(ステップS2)。そして、CPU11は、硬さ測定開始信号が出力されたと判断した場合(ステップS2;Yes)には、工具収納部8を主軸4と対向配置するようにスライド移動させた後、主軸4を交換装置9に向かって進出させ、交換装置9によって工具収納部8から反発式硬度計7を取得し、主軸4に装着させる(ステップS3)。その後、CPU13は、ワークWと主軸4とが対向配置するように加工台6をスライド移動させ、ワークWの硬さを反発式硬度計7によって測定させる(ステップS4)。   First, the CPU 11 determines whether or not a machining work start signal has been output based on an operation of an operation unit (not shown) by a user (step S1). When the CPU 11 determines that the machining operation start signal has been output (step S1; Yes), the CPU 11 determines whether a hardness measurement start signal has been output (step S2). And when CPU11 judges that the hardness measurement start signal was output (step S2; Yes), after making the tool storage part 8 slide so that the main axis | shaft 4 may be opposedly arranged, the main axis | shaft 4 is exchanged. The rebound type hardness meter 7 is acquired from the tool storage unit 8 by the changer 9, and is attached to the main shaft 4 (step S3). Thereafter, the CPU 13 slides the processing table 6 so that the workpiece W and the main shaft 4 are opposed to each other, and measures the hardness of the workpiece W by the repulsive hardness meter 7 (step S4).

次いで、CPU11は、工具収納部8を主軸4と対向配置するようにスライド移動させた後、主軸4を交換装置9に向かって進出させ、主軸4に装着されている反発式硬度計7を交換装置9によって外し、工具収納部8内のもとの収納位置に反発式硬度計7を返却する(ステップS5)。ここで、主軸4を次の工具交換のために待機させておく。   Next, the CPU 11 slides the tool storage portion 8 so as to face the main shaft 4 and then advances the main shaft 4 toward the exchange device 9 to replace the repulsive hardness meter 7 attached to the main shaft 4. The rebound type hardness meter 7 is removed by the device 9 and returned to the original storage position in the tool storage unit 8 (step S5). Here, the spindle 4 is kept on standby for the next tool change.

次いで、CPU11は、図3に示すROM13に格納されている加工条件テーブル132の中から、反発式硬度計7によって測定されたワークWの硬さに対応する加工条件データを取得する(ステップS6)。
次いで、CPU11は、取得した加工条件データに基づいて加工プログラム131を実行することによって、交換装置9によって工具3を工具収納部8から取得させ、主軸4に装着させる(ステップS7)。このとき、CPU11は、取得した加工条件データに設定されている回転数で主軸4が回転するように回転モータ24を制御するとともに、取得した加工条件データに設定されている送り速度で主軸4がワークWに対して進退移動するようにX軸移動モータ21等も制御する。
次いで、CPU11は、加工台6をスライド移動させ、主軸4と対向配置させた後、ワークWの加工を行う(ステップS8)。
Next, the CPU 11 acquires machining condition data corresponding to the hardness of the workpiece W measured by the repulsive hardness meter 7 from the machining condition table 132 stored in the ROM 13 shown in FIG. 3 (step S6). .
Next, the CPU 11 executes the machining program 131 based on the obtained machining condition data, thereby obtaining the tool 3 from the tool storage unit 8 by the exchange device 9 and mounting it on the spindle 4 (step S7). At this time, the CPU 11 controls the rotation motor 24 so that the main shaft 4 rotates at the number of rotations set in the acquired machining condition data, and the main shaft 4 moves at the feed speed set in the acquired processing condition data. The X-axis moving motor 21 and the like are also controlled so as to move forward and backward with respect to the workpiece W.
Next, the CPU 11 slides the processing table 6 to dispose the processing table 6 so as to face the main shaft 4 and then processes the workpiece W (step S8).

次いで、CPU11は、工具収納部8を主軸4と対向配置するようにスライド移動させ、交換装置9に向かって主軸4を進出させ、主軸4に装着されている工具3を交換装置9によって外し、その工具3を工具収納部8内のもとの収納位置に返却する(ステップS9)。   Next, the CPU 11 slides the tool storage unit 8 so as to face the main shaft 4, advances the main shaft 4 toward the exchange device 9, and removes the tool 3 attached to the main shaft 4 by the exchange device 9. The tool 3 is returned to the original storage position in the tool storage unit 8 (step S9).

以上説明した第一の実施形態にかかるマシニングセンタ100によれば、ワークWを加工台6に載置後、ワークWの硬さが反発式硬度計7によって測定され、加工条件テーブル132の中からその硬さに対応する加工条件データが取得され、取得された加工条件データに基づいて加工プログラム131が実行されることによって、ワークWの硬さに適合する工具3が用いられることとなって、加工作業をより容易に行うことができるととともに、工具3の磨耗率、折損率等を低減させることができる。
また、反発式硬度計7が主軸4に着脱可能な構成となっているので、硬さ測定のためにマシニングセンタ100内に別途スペースを確保する必要がないので、マシニングセンタ100における設計の自由度が阻害されることがない。
According to the machining center 100 according to the first embodiment described above, the hardness of the workpiece W is measured by the repulsive hardness meter 7 after the workpiece W is placed on the machining table 6, Processing condition data corresponding to the hardness is acquired, and the processing program 131 is executed based on the acquired processing condition data, whereby the tool 3 that matches the hardness of the workpiece W is used. The work can be performed more easily, and the wear rate and breakage rate of the tool 3 can be reduced.
Further, since the repulsive hardness tester 7 is detachably attached to the spindle 4, it is not necessary to secure a separate space in the machining center 100 for the hardness measurement, so that the degree of design freedom in the machining center 100 is obstructed. It will not be done.

なお、第一の実施形態にかかるマシニングセンタ100は、上記構成に限定されるものではない。例えば、硬さ測定手段は反発式硬度計7に限定されるものではなく、例えば、圧子をワークWに押付けて、その押込量を変位計によって検出する構成の硬度計を用いてもよい。
また、加工台6及び交換装置9を固定しておいて、主軸頭5をZ軸方向に移動可能に構成し、ワークWの加工及び工具3の交換を行うようにしてもよい。コラム2を基台1上をスライド移動可能に設けてもよい。
The machining center 100 according to the first embodiment is not limited to the above configuration. For example, the hardness measuring means is not limited to the repulsive hardness meter 7, and for example, a hardness meter configured to press an indenter against the workpiece W and detect the amount of pressing by a displacement meter may be used.
Alternatively, the work table 6 and the exchange device 9 may be fixed, and the spindle head 5 may be configured to be movable in the Z-axis direction so that the workpiece W is machined and the tool 3 is exchanged. The column 2 may be provided so as to be slidable on the base 1.

また、加工台6を回転自在に構成し、ワークWの多面加工が可能な構成としてもよい。
また、制御部10にEEPROMを備え、ワークWの加工プログラム131、加工条件テーブル132を随時書換可能としてもよい。
また、本発明をマシニングセンタ以外の各種加工装置に適用することも勿論可能であり、工具取付部も主軸4以外の構成部材であってもよい。
Moreover, it is good also as a structure which can comprise the process base 6 so that rotation is possible, and the multi-surface process of the workpiece | work W is possible.
Further, the control unit 10 may be provided with an EEPROM so that the workpiece W machining program 131 and the machining condition table 132 can be rewritten at any time.
Of course, the present invention can be applied to various processing apparatuses other than the machining center, and the tool mounting portion may be a component other than the main shaft 4.

上記構成のマシニングセンタ100は、本発明をワークWの側面部から加工を行う横型マシニングセンタに適用した実施形態であるが、本発明を立型マシニングセンタに適用することも可能である。より具体的には、例えば、主軸頭5をワークWの上面部と対向配置するように上下動可能に設け、ワークWの上面部の硬さを測定した後、主軸4に工具3を装着し、ワークWの上面部から加工を行う構成とする。   The machining center 100 having the above configuration is an embodiment in which the present invention is applied to a horizontal machining center that performs machining from the side surface of the workpiece W, but the present invention can also be applied to a vertical machining center. More specifically, for example, the spindle head 5 is provided so as to be vertically movable so as to be opposed to the upper surface portion of the workpiece W, and after measuring the hardness of the upper surface portion of the workpiece W, the tool 3 is mounted on the spindle 4. The machining is performed from the upper surface of the workpiece W.

[第二の実施形態]
次に、第二の実施形態にかかる加工装置としてのマシニングセンタ200について、詳細に説明する。マシニングセンタ200の説明にあたっては、第一の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
図5は、第二の実施形態にかかるマシニングセンタの平面図、図6は、図5のマシニングセンタにおける制御系を示すブロック図である。
[Second Embodiment]
Next, the machining center 200 as a processing apparatus according to the second embodiment will be described in detail. In the description of the machining center 200, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
FIG. 5 is a plan view of the machining center according to the second embodiment, and FIG. 6 is a block diagram showing a control system in the machining center of FIG.

第二の実施形態にかかるマシニングセンタ200は、図5に示すように、主軸頭5と独立した硬さ測定部70と、ワークWの位置を検出する検出手段としての検出器40を備えている。
硬さ測定部70は、反発式硬度計7を有し、コラム2に主軸頭5と隣接して設けられている。この硬さ測定部70は、主軸頭5と同様にコラム2に高さ方向に延設するリニアガイド31に案内され、Y軸移動モータ22によってY軸方向にスライド移動可能な構成となっている。
検出器40は、基台1上に敷設されているの2本のリニアガイド32の間に付設され、ワークWの加工面のZ軸方向上の位置を検出するものである。
As shown in FIG. 5, the machining center 200 according to the second embodiment includes a hardness measurement unit 70 independent of the spindle head 5 and a detector 40 as a detection unit that detects the position of the workpiece W.
The hardness measuring unit 70 has a repulsive hardness meter 7 and is provided adjacent to the spindle head 5 in the column 2. The hardness measuring unit 70 is guided by a linear guide 31 extending in the height direction of the column 2 in the same manner as the spindle head 5 and is configured to be slidable in the Y-axis direction by the Y-axis moving motor 22. .
The detector 40 is provided between the two linear guides 32 laid on the base 1 and detects the position of the machining surface of the workpiece W in the Z-axis direction.

そして、マシニングセンタ200の加工作業においては、ワークWの加工面が所定の位置に到達したとき、その位置の硬さが硬さ測定部70の反発式硬度計7によって測定され、加工条件テーブル132の中からその硬さに対応する加工条件データが取得され、取得された加工条件データに基づいて加工プログラム131が実行されることとなる。   In the machining operation of the machining center 200, when the machining surface of the workpiece W reaches a predetermined position, the hardness at that position is measured by the repulsive hardness meter 7 of the hardness measuring unit 70, and the machining condition table 132 Processing condition data corresponding to the hardness is acquired from the inside, and the processing program 131 is executed based on the acquired processing condition data.

次に、第二の実施形態にかかるマシニングセンタ200を用いて行う加工作業の一例について、図7に示すフローチャートを用いて説明する。なお、以下に示す加工作業においても、加工台6にワークWが載置されていることと、主軸4には何も装着されていないことが前提である。   Next, an example of a machining operation performed using the machining center 200 according to the second embodiment will be described with reference to a flowchart shown in FIG. In the machining operations described below, it is premised that the workpiece W is placed on the machining table 6 and nothing is mounted on the spindle 4.

最初に、CPU11は、加工作業開始信号が入力されたか否かを判断し(ステップS11)、入力されたと判断した場合(ステップS11;Yes)は、検出器40によってワークWの加工面の位置を検出させる(ステップS12)。   First, the CPU 11 determines whether or not a machining operation start signal has been input (step S11). If it is determined that it has been input (step S11; Yes), the detector 40 determines the position of the processing surface of the workpiece W. It is detected (step S12).

次いで、CPU11は、検出器40によって検出されたワークWの加工面の位置が所定の位置であるか否かを判断する(ステップS13)。そして、CPU11は、ワークWの加工面が所定の位置であると判断した場合(ステップS13;Yes)には、その位置におけるワークWの硬さを測定する(ステップS14)。   Next, the CPU 11 determines whether or not the position of the machining surface of the workpiece W detected by the detector 40 is a predetermined position (step S13). When the CPU 11 determines that the processing surface of the workpiece W is at a predetermined position (step S13; Yes), the CPU 11 measures the hardness of the workpiece W at the position (step S14).

次いで、CPU11は、図6に示すROM13に格納されている加工条件テーブル132の中から、測定された硬さに対応する加工条件データを取得する(ステップS15)。
次いで、CPU11は、工具収納部8を主軸4と対向配置するようにスライド移動させ、交換装置9に向かって主軸4を進出させた後、取得した加工条件データに基づいて加工プログラム131を実行することによって、交換装置9に工具収納部8から工具3を取得させ、主軸4に装着させる(ステップS16)。このとき、CPU11は、取得した加工条件データに設定されている回転数で主軸4が回転するように回転モータ24を制御するとともに、取得した加工条件データに設定されている送り速度で主軸がワークWに対して進退移動するようにX軸移動モータ21等も制御する。
以下、ステップS17、ステップS18は、図4に示す第一の実施形態におけるステップS8、ステップS9と同様であるので、詳細な説明を省略する。
Next, the CPU 11 acquires machining condition data corresponding to the measured hardness from the machining condition table 132 stored in the ROM 13 shown in FIG. 6 (step S15).
Next, the CPU 11 slides the tool storage unit 8 so as to face the main shaft 4, advances the main shaft 4 toward the exchange device 9, and then executes the processing program 131 based on the acquired processing condition data. As a result, the changer 9 acquires the tool 3 from the tool storage unit 8 and attaches it to the spindle 4 (step S16). At this time, the CPU 11 controls the rotation motor 24 so that the spindle 4 rotates at the number of rotations set in the acquired machining condition data, and the spindle rotates the workpiece at the feed speed set in the acquired machining condition data. The X-axis moving motor 21 and the like are also controlled so as to advance and retract with respect to W.
Hereinafter, step S17 and step S18 are the same as step S8 and step S9 in the first embodiment shown in FIG.

以上説明した第二の実施形態にかかるマシニングセンタ200によれば、ワークWの加工面の位置を検出する検出器40と、独立した硬さ測定部70とを備えているので、ワークWの所定の位置ごとに硬さが測定される。従って、位置によって硬さが異なる一つのワークを加工する場合には、その位置ごとに適切な加工を施すことができる。   According to the machining center 200 according to the second embodiment described above, the detector 40 for detecting the position of the machining surface of the workpiece W and the independent hardness measuring unit 70 are provided. Hardness is measured at each position. Therefore, when machining one workpiece having different hardness depending on the position, appropriate machining can be performed for each position.

なお、マシニングセンタ200は、本発明をワークWの側面部から加工を行う横型マシニングセンタに適用した実施形態であるが、本発明を立型マシニングセンタに適用することも可能である。より具体的には、例えば、主軸頭5及び硬さ測定部70をワークWの上面部と対向配置するように上下動可能に設け、ワークWの上面部の硬さを測定した後、ワークWの上面部の加工を行う構成とする。
なお、第一の実施形態にかかるマシニングセンタ100において、検出器40を備え、ワークWの所定の位置ごとに硬さを測定できる構成としてもよい。検出器40の設けられる位置は、ワークWの加工面の位置が検出できればその如何を問わない。
The machining center 200 is an embodiment in which the present invention is applied to a horizontal machining center that performs machining from the side surface of the workpiece W. However, the present invention can also be applied to a vertical machining center. More specifically, for example, the spindle head 5 and the hardness measuring unit 70 are provided so as to be movable up and down so as to face the upper surface of the workpiece W, and after measuring the hardness of the upper surface of the workpiece W, the workpiece W is measured. It is set as the structure which processes the upper surface part.
In the machining center 100 according to the first embodiment, the detector 40 may be provided so that the hardness can be measured for each predetermined position of the workpiece W. The position where the detector 40 is provided does not matter as long as the position of the processed surface of the workpiece W can be detected.

[第三の実施形態]
次に、第三の実施形態にかかる加工装置としてのマシニングセンタ300について、詳細に説明する。マシニングセンタ300の説明にあたっては、第一の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
図8は、第三の実施形態にかかるマシニングセンタの構成の模式図である。
[Third embodiment]
Next, a machining center 300 as a processing apparatus according to the third embodiment will be described in detail. In the description of the machining center 300, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
FIG. 8 is a schematic diagram of a configuration of a machining center according to the third embodiment.

第三の実施形態にかかるマシニングセンタ300は、図8に示すように、加工台6の基台1の上方に反発式硬度計7を備える硬さ測定部70がY軸方向移動可能に構成されている。
即ち、加工時においては、硬さ測定部70がワークWの上方に対向配置するように加工台6がスライド移動し、ワークWの上面部WAの硬さが測定され、CPU11によって加工条件テーブル132の中からその硬さに対応する加工条件データが取得され、取得された加工条件データに基づいて加工プログラム131が実行されることによって、ワークWの側面部WBが速やかに加工される構成となっている。
なお、マシニングセンタ300による加工作業は、反発式硬度計7を主軸4に着脱する工程がない点でのみ第一の実施形態と異なるので、加工作業の詳細な説明は省略する。
As shown in FIG. 8, the machining center 300 according to the third embodiment is configured such that a hardness measuring unit 70 including a repulsive hardness meter 7 above the base 1 of the processing table 6 is movable in the Y-axis direction. Yes.
That is, at the time of machining, the machining table 6 is slid so that the hardness measuring unit 70 is opposed to above the workpiece W, the hardness of the upper surface portion WA of the workpiece W is measured, and the machining condition table 132 is measured by the CPU 11. Machining condition data corresponding to the hardness of the workpiece W is acquired, and the machining program 131 is executed based on the acquired machining condition data, whereby the side surface portion WB of the workpiece W is quickly processed. ing.
The machining operation by the machining center 300 is different from the first embodiment only in that there is no step of attaching / detaching the repulsive hardness meter 7 to / from the main shaft 4, and therefore detailed description of the machining operation is omitted.

以上説明した第三の実施形態にかかるマシニングセンタ300によれば、一つのワークWに対して硬さ測定と加工動作とが別々の面で行われる。従って、硬さ測定と加工動作とを並行して行うことができ、加工作業をより効率的に実施することができる。   According to the machining center 300 according to the third embodiment described above, the hardness measurement and the machining operation are performed on a single workpiece W on different surfaces. Therefore, the hardness measurement and the machining operation can be performed in parallel, and the machining operation can be performed more efficiently.

なお、第三の実施形態にかかるマシニングセンタ300は、上記構成に限定されるものではない。例えば、主軸頭5をワークWの上面部WAと対向配置可能に構成するとともに、硬さ測定部70をワークWの側面部WBと対向配置可能に構成してもよい。   Note that the machining center 300 according to the third embodiment is not limited to the above configuration. For example, the spindle head 5 may be configured to be disposed so as to be opposed to the upper surface portion WA of the workpiece W, and the hardness measuring unit 70 may be configured to be disposed to be opposed to the side surface portion WB of the workpiece W.

第一の実施形態にかかるマシニングセンタの平面図である。It is a top view of the machining center concerning a first embodiment. 図1のマシニングセンタのII−II部断面図である。It is II-II part sectional drawing of the machining center of FIG. 図1のマシニングセンタにおける制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system in the machining center of FIG. 図1のマシニングセンタを用いて行う加工作業の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the processing operation performed using the machining center of FIG. 第二の実施形態にかかるマシニングセンタの平面図である。It is a top view of the machining center concerning a second embodiment. 図5のマシニングセンタにおける制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system in the machining center of FIG. 図5のマシニングセンタを用いて行う加工作業の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the processing operation performed using the machining center of FIG. 第三の実施形態にかかるマシニングセンタの構成の模式図である。It is a schematic diagram of the structure of the machining center concerning 3rd embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 基台
3 工具(加工手段)
4 主軸(工具取付部、加工手段)
5 主軸頭(加工手段)
7 反発式硬度計(硬さ測定手段)
8 工具収納部
9 交換装置(工具交換手段)
11 CPU(制御手段)
21 X軸移動モータ(加工手段)
22 Y軸移動モータ(加工手段)
24 回転モータ(加工手段)
40 検出器(検出手段)
70 硬さ測定部(硬さ測定手段)
100 マシニングセンタ(加工装置)
131 加工プログラム(制御手段)
132 加工条件テーブル(記憶手段)
200 マシニングセンタ(加工装置)
300 マシニングセンタ(加工装置)
W ワーク(被加工物)
1 base 3 tool (processing means)
4 Spindle (tool mounting part, machining means)
5 Spindle head (machining means)
7 Rebound type hardness tester (hardness measuring means)
8 Tool storage 9 Changer (tool changer)
11 CPU (control means)
21 X-axis motor (machining means)
22 Y-axis moving motor (machining means)
24 Rotating motor (processing means)
40 Detector (Detection means)
70 Hardness measuring part (hardness measuring means)
100 machining center (processing equipment)
131 Machining program (control means)
132 Processing condition table (storage means)
200 Machining center (processing equipment)
300 Machining center (processing equipment)
W Workpiece (Workpiece)

Claims (5)

被加工物を加工する加工手段と、
前記被加工物の硬さを測定する硬さ測定手段と、
前記硬さ測定手段による測定結果に基づいて、前記加工手段による前記被加工物の加工を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする加工装置。
Processing means for processing the workpiece;
Hardness measuring means for measuring the hardness of the workpiece;
Control means for controlling the processing of the workpiece by the processing means based on the measurement result by the hardness measuring means;
A processing apparatus comprising:
被加工物の硬さと被加工物の加工条件とが対応付けられて記憶されている記憶手段を備え、
前記制御手段は、
前記硬さ測定手段によって測定された前記被加工物の硬さに対応する加工条件を前記記憶手段から取得して、その加工条件に基づいて前記加工手段に前記被加工物の加工を行わせることを特徴とする請求項1記載の加工装置。
Comprising storage means for storing the hardness of the workpiece and the processing conditions of the workpiece in association with each other;
The control means includes
Acquiring machining conditions corresponding to the hardness of the workpiece measured by the hardness measuring means from the storage means, and causing the machining means to process the workpiece based on the machining conditions. The processing apparatus according to claim 1.
前記加工条件には、前記被加工物の加工時に使用する工具に関する工具情報が含まれ、
複数の工具を収納する工具収納部と、
前記工具収納部から工具を取得して前記加工手段の工具取付部に装着するとともに、前記工具取付部から工具を外して前記工具収納部に返却する工具交換手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記硬さ測定手段によって測定された前記被加工物の硬さに対応する工具情報を前記記憶手段から取得して、その工具情報に基づいて前記工具交換手段に工具の交換を行わせることを特徴とする請求項2記載の加工装置。
The machining conditions include tool information relating to a tool used when machining the workpiece,
A tool storage section for storing a plurality of tools;
A tool changer that obtains a tool from the tool storage and attaches it to the tool attachment of the processing means, and removes the tool from the tool attachment and returns it to the tool storage.
With
The control means includes
Tool information corresponding to the hardness of the workpiece measured by the hardness measuring means is acquired from the storage means, and the tool changing means is made to change the tool based on the tool information. The processing apparatus according to claim 2.
前記硬さ測定手段は、
前記加工手段の前記工具取付部に着脱可能に構成され、
前記工具交換手段は、
前記硬さ測定手段を前記工具取付部に装着するとともに、前記工具取付部から前記硬さ測定手段を外すことが可能に構成されていることを特徴とする請求項3記載の加工装置。
The hardness measuring means includes
It is configured to be detachable from the tool mounting portion of the processing means,
The tool changing means is
The processing apparatus according to claim 3, wherein the hardness measuring means is mounted on the tool mounting portion, and the hardness measuring means can be removed from the tool mounting portion.
前記被加工物の位置を検出する検出手段を備え、
前記硬さ測定手段は、
前記検出手段によって検出される前記被加工物の所定の位置ごとに硬さを測定することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の加工装置。
Comprising detection means for detecting the position of the workpiece;
The hardness measuring means includes
The processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein hardness is measured for each predetermined position of the workpiece detected by the detection means.
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