JP2005313254A - Axial aligning method and device, and axial aligning tool - Google Patents

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JP2005313254A JP2004131236A JP2004131236A JP2005313254A JP 2005313254 A JP2005313254 A JP 2005313254A JP 2004131236 A JP2004131236 A JP 2004131236A JP 2004131236 A JP2004131236 A JP 2004131236A JP 2005313254 A JP2005313254 A JP 2005313254A
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正博 亀井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide axial aligning method and device for highly accurately aligning an axis of a positionable movable shaft to face a rotatable rotary shaft at a fixed position. <P>SOLUTION: This method relates to aligning of the axis of the movable shaft 13 in relation to the axis of the rotatable rotary shaft 3 at the fixed position. After positioning the movable shaft 13 to a prescribed position set in advance in relation to the axis of the rotary shaft 3, the movable shaft 13 is moved in prescribed one direction from the prescribed position, and a first position for detecting a part 17 to be detected provided on the movable shaft 13 by a sensor 15 attachably/detachably mounted on the rotary shaft 3 is measured. The rotary shaft 3 is rotated by 180°, the movable shaft 13 is moved in the direction opposite to the prescribed one direction, and a second position for detecting the part 17 to be detected provided on the movable shaft 13 by the sensor 15 is measured. Based on position data of the measured first and second positions, deviation amount of the prescribed position of the movable shaft 13 in relation to the axis of the rotary shaft 3 is calculated. In this method and device, the axis of the movable shaft 13 is aligned in relation to the axis of the rotary shaft 3 based on the arithmetic result. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば旋盤等の工作機械における主軸の軸心に対してワークの供給搬出を行うハンドリングロボットの軸心や、前記主軸に対向して備えた刃物台に備えられている工具の軸心を合せる軸心合せ方法及び装置並びに軸心合せ方法に使用する心合せ冶具に係り、さらに詳細には、前記主軸の端部側に容易に着脱することのできる前記心合せ冶具を用いた軸心合せ方法及び装置に関する。   The present invention relates to an axis of a handling robot that feeds and unloads a workpiece with respect to an axis of a spindle in a machine tool such as a lathe, and an axis of a tool provided in a tool post provided facing the spindle. The present invention relates to a method and apparatus for aligning shafts, and a centering jig used in the centering method, and more specifically, a shaft center using the centering jig that can be easily attached to and detached from the end of the main shaft. The present invention relates to an alignment method and apparatus.

例えば、旋盤等の工作機械においては、主軸に備えたチャックに対してハンドリングロボットを用いてワークの着脱を行っており、また前記主軸と対向して移動自在に設けた刃物台に装着してある切削工具によって前記ワークの切削加工を行っている。   For example, in a machine tool such as a lathe, a workpiece is attached to and detached from a chuck provided on a spindle using a handling robot, and is mounted on a tool post that is movably provided facing the spindle. The workpiece is cut by a cutting tool.

前述のごとく、ロボットを用いてチャックに対してワークの着脱を行う場合には、チャック(主軸)の軸心とワークを把持したロボットハンドの軸心が一致した状態においてワークの着脱を行うものである。また、主軸に備えたチャックに把持されているワークを、刃物台に備えた切削工具によって切削加工を行う場合、前記主軸の軸心と切削工具の軸心とが一致した位置を例えば基準位置とするなど、予め基準位置を設定する必要がある。   As described above, when a workpiece is attached to or detached from the chuck using a robot, the workpiece is attached or detached while the axis of the chuck (spindle) and the axis of the robot hand holding the workpiece are aligned. is there. Further, when the workpiece held by the chuck provided on the spindle is to be cut with a cutting tool provided on the tool post, a position where the axis of the spindle and the axis of the cutting tool coincide with each other is set as a reference position, for example. For example, it is necessary to set a reference position in advance.

前記主軸の軸心とロボットハンドの軸心又は主軸の軸心と刃物台に装着した切削工具の軸心とが一致するように予め基準位置の調整を行った場合であっても、工作機械の使用時間の経過や周囲の温度変化によって、前記基準位置に微少なずれを生じることがある。したがって、高精度の加工を行うには、前記基準位置のずれ、すなわち主軸の軸心とロボットハンドの軸心とのずれ量又は主軸の軸心と前記切削工具の軸心とのずれ量を測定して補正する必要がある。   Even when the reference position is adjusted in advance so that the axis of the spindle and the axis of the robot hand or the axis of the spindle and the axis of the cutting tool mounted on the tool post coincide with each other, There may be a slight deviation in the reference position due to the passage of usage time or ambient temperature change. Therefore, in order to perform high-precision machining, the deviation of the reference position, that is, the deviation between the axis of the spindle and the axis of the robot hand or the deviation between the axis of the spindle and the axis of the cutting tool is measured. Need to be corrected.

ところで、主軸の軸心と、この主軸に対向可能な別個の主軸との軸心のずれ量を検出し補正する先行例として特許文献1がある。   By the way, there is Patent Document 1 as a prior example for detecting and correcting the deviation of the axis between the axis of the main axis and a separate main axis that can face the main axis.

上記特許文献1には、次のごとき技術構成が開示されている。すなわち、図4に示すように、主軸台に回転自在かつZ軸方向へ移動自在に設けた主軸100の前側(図4において右側)に、前記主軸100の軸心に軸心が一致したガイドブッシュ101を配置し、前記Z軸に対して直交するX,Y軸方向へ移動位置決め自在な刃物台102に、前記ガイドブッシュ101に案内されるバー材103の切削を行うための切削工具(図示省略)及び前記バー材103の軸心位置を検出するための外径測定器104を備えている。   Patent Document 1 discloses a technical configuration as follows. That is, as shown in FIG. 4, a guide bush whose axial center coincides with the axial center of the main shaft 100 on the front side (right side in FIG. 4) of the main shaft 100 provided on the main shaft so as to be rotatable and movable in the Z-axis direction. 101 is a cutting tool (not shown) for cutting the bar material 103 guided by the guide bush 101 on a tool post 102 which can be moved and positioned in the X and Y axis directions orthogonal to the Z axis. ) And an outer diameter measuring device 104 for detecting the axial center position of the bar member 103.

そして、前記主軸100、ガイドブッシュ101と対向して前側に配置した背面主軸台105はZ軸方向及びX軸方向へ移動位置決め自在に設けてあり、この背面主軸台105には、前記バー材103を把持可能な背面主軸107が回転自在に装着されていると共に、前記バー材103の加工を行う加工工具109を保持した工具ユニット110が装着されている。   A back spindle 105 arranged on the front side facing the spindle 100 and the guide bush 101 is provided so as to be movable and positionable in the Z-axis direction and the X-axis direction. A back main shaft 107 capable of gripping the bar member 103 is rotatably mounted, and a tool unit 110 holding a processing tool 109 for processing the bar material 103 is mounted.

前記構成において、前記主軸100(ガイドブッシュ103)の軸心に前記背面主軸107の軸心が一致するように位置決めしたときの、両方の軸心の微少なずれ量の検出は次のように行われている。   In the above-described configuration, when the shaft center of the main shaft 100 (guide bush 103) is positioned so that the shaft center of the back main shaft 107 coincides, detection of a slight deviation amount of both shaft centers is performed as follows. It has been broken.

すなわち、主軸100に保持されているバー材101を刃物台102に備えた切削工具によって所定の外径に切削加工した後、背面主軸107により把持し、突切りバイトによって突切り加工する。その後、前記主軸100に保持されているバー材103を再び同一の外径に切削加工する。   That is, the bar material 101 held on the main shaft 100 is cut to a predetermined outer diameter by a cutting tool provided on the tool post 102, and then gripped by the rear main shaft 107 and cut off by a parting tool. Thereafter, the bar material 103 held on the main shaft 100 is cut again to the same outer diameter.

その後、刃物台102をX,Y軸方向へ移動し、当該刃物台102に備えた外径測定器104によってバー材103の外径を測定し軸心位置を割り出す。次に、主軸100を後退してバー材103を後退した後、前記背面主軸107に把持されているバー材103Aを、前記外径測定器104に対応した位置(背面主軸107が最初にバー材103Aを把持した位置)へ移動位置決めし、前記外径測定器104により外径を測定して軸心位置を割り出す。   Thereafter, the tool post 102 is moved in the X and Y axis directions, and the outer diameter measuring device 104 provided in the tool post 102 is used to measure the outer diameter of the bar material 103 to determine the axial center position. Next, after the main shaft 100 is retracted and the bar material 103 is retracted, the bar material 103A held by the rear main shaft 107 is moved to a position corresponding to the outer diameter measuring instrument 104 (the rear main shaft 107 is the first bar material). The outer diameter measuring device 104 measures the outer diameter to determine the axial center position.

そして、前記バー材103の軸心を割り出した位置とバー材103Aの軸心を割出した位置とを比較することにより、主軸100、ガイドブッシュ101の軸心に対する背面主軸107の軸心の微少なずれ量を算出することができるものである。前記加工工具109の軸心を主軸100の軸心と一致するように位置決めしたときにおける微少な軸心のずれ量も前記説明に準じた方法によって算出することができるものである。
特開平11−309647号公報
Then, by comparing the position where the shaft center of the bar material 103 is indexed with the position where the axis center of the bar material 103A is indexed, the axial center of the back main shaft 107 with respect to the shaft center of the main shaft 100 and the guide bush 101 is very small. The amount of misalignment can be calculated. A minute shift amount of the shaft center when the shaft center of the machining tool 109 is positioned so as to coincide with the shaft center of the main shaft 100 can also be calculated by the method according to the above description.
JP-A-11-309647

前述のごとき構成においては、刃物台102に外径測定器104を備えた構成であるから、主軸100の軸心と背面主軸107の軸心との微少なずれ量を自動的に検知することができる。しかし、前記外径測定器104が刃物台102の一部を占有することとなり、加工工具の装着数が少なくなるという問題がある。   In the configuration as described above, since the tool rest 102 is provided with the outer diameter measuring device 104, it is possible to automatically detect a slight deviation amount between the axis of the main spindle 100 and the axis of the rear main spindle 107. it can. However, there is a problem that the outer diameter measuring instrument 104 occupies a part of the tool rest 102 and the number of machining tools to be mounted is reduced.

また、各旋盤毎に外径測定器104を別個に備えなければならず割高になると共に、既存の旋盤に対して適用が難しく、さらに主軸100の軸心位置と背面主軸107の軸心位置とを別個に測定し検出するものであるから、能率向上を図る上において問題がある。   Further, the outer diameter measuring device 104 must be separately provided for each lathe, and it is difficult to apply to existing lathes. Further, the axial position of the main spindle 100 and the axial position of the rear main spindle 107 Therefore, there is a problem in improving efficiency.

本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、定位置で回転自在な定位置回転軸の軸心に対して直交する方向へ移動可能な可動軸の軸心を前記定位置回転軸の軸心に合せる心合せ方法であって、前記定位置回転軸の軸心に対して対向した所定位置へ前記可動軸を位置決めした後、前記可動軸を前記所定位置から所定の一方向へ移動し、前記定位置回転軸に着脱自在に取付けたセンサによって前記可動軸に備えた被検出部を検出した第1位置を測定し、次に前記定位置回転軸を180°回転すると共に前記可動軸を前記一方向の反対方向へ移動し前記センサによって前記可動軸に備えた被検出部を検出した第2位置を測定し、測定した前記第1,2の位置の位置データに基いて前記定位置回転軸の軸心に対する前記可動軸の前記所定位置のずれ量を演算し、この演算結果に基いて前記定位置回転軸の軸心に対して前記可動軸の軸心を合せることを特徴とするものである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an axis of a movable shaft that is movable in a direction orthogonal to an axis of a fixed-position rotating shaft that is rotatable at a fixed position is the fixed-position rotating shaft. A centering method for aligning with the axis of the fixed position, wherein the movable shaft is moved to a predetermined direction from the predetermined position after positioning the movable shaft to a predetermined position facing the axis of the fixed-position rotating shaft. Then, a first position at which a detected portion provided on the movable shaft is detected by a sensor detachably attached to the fixed position rotating shaft is measured, and then the fixed position rotating shaft is rotated 180 ° and the movable shaft is rotated. Is moved in the opposite direction of the one direction, the second position is detected by the sensor to detect the detected portion provided on the movable shaft, and the fixed position is determined based on the measured position data of the first and second positions. The predetermined position of the movable shaft with respect to the axis of the rotating shaft It calculates the shift amount, and is characterized in that aligning the axis of the movable shaft with respect to the axis of the fixed position rotation axis based on the calculation result.

また、本発明は、上記軸芯合せ方法において、前記定位置回転軸を回転して前記第1,2の位置の間に前記センサを位置決めすると共に、このセンサによって前記可動軸に備えた被検出部を検出した第3位置を測定し、前記定位置回転軸の軸心に対する前記可動軸の前記所定位置のずれ量の演算に前記第3位置の位置データを用いることを特徴とするものである。   According to the present invention, in the above shaft alignment method, the sensor is positioned between the first and second positions by rotating the fixed position rotating shaft, and the detected shaft provided on the movable shaft by the sensor. A third position at which the movable portion is detected is measured, and position data of the third position is used for calculating a deviation amount of the predetermined position of the movable shaft with respect to the axis of the fixed-position rotating shaft. .

また、本発明は、定位置で回転自在な定位置回転軸の回転を制御するための軸回転制御部と、前記定位置回転軸の端面に対向する所定位置へ移動可能な可動軸の移動を制御するための可動軸移動制御部と、前記定位置回転軸の端部に着脱可能なセンサと、前記定位置回転軸の回転により第1,2の位置に位置決めされた前記センサによって前記可動軸に備えた被検出部を検出したときの第1,2の測定位置データに基いて前記定位置回転軸の軸心に対しての前記可動軸の前記所定位置のずれ量を演算して補正するための補正演算部と、を備えていることを特徴とするものである。   The present invention also provides a shaft rotation control unit for controlling the rotation of a fixed position rotating shaft that is rotatable at a fixed position, and a movable shaft that can move to a predetermined position facing the end surface of the fixed position rotating shaft. A movable shaft movement control unit for controlling, a sensor detachable from an end of the fixed position rotating shaft, and the movable shaft by the sensor positioned at the first and second positions by the rotation of the fixed position rotating shaft; The amount of deviation of the predetermined position of the movable shaft with respect to the axis of the fixed-position rotating shaft is calculated and corrected based on the first and second measurement position data when detecting the detected portion provided in And a correction calculation unit.

また、本発明は、定位置で回転自在な定位置回転軸の端部に着脱可能な取付台と、この取付台に備えた支持軸の軸心回りに回動可能な第1アームと、前記支持軸の軸心及び前記第1アームの長手方向に対して直交する方向の軸心に対して回動可能な第2アームと、この第2アームの先端側に備えられて、前記定位置回転軸の軸心に対して直交する方向へ移動可能な可動軸を検出自在のセンサと、を備えていることを特徴とするものである。   The present invention also provides a mounting base that can be attached to and detached from an end of a fixed position rotating shaft that is rotatable at a fixed position, a first arm that can be rotated about the axis of a support shaft provided in the mounting base, A second arm rotatable about an axis of a support shaft and an axis perpendicular to a longitudinal direction of the first arm; and provided at a distal end side of the second arm, the fixed position rotation And a sensor capable of detecting a movable shaft movable in a direction perpendicular to the axis of the shaft.

本発明によれば、定位置で回転自在な定位置回転軸の端部側にセンサを取付け、前記定位置回転軸の軸心に一致するように位置決めした可動軸の複数箇所の位置を前記センサによって検出し、前記定位置回転軸の軸心に対する前記可動軸の軸心の微少なずれ量を容易に検知することができる。また、センサは定位置回転軸に対して着脱自在であり、全く別個の位置の定位置回転軸に装着して使用することができるものである。   According to the present invention, a sensor is attached to the end of the fixed-position rotating shaft that is rotatable at a fixed position, and the positions of a plurality of positions of the movable shaft that are positioned so as to coincide with the axial center of the fixed-position rotating shaft are measured with the sensor. Thus, it is possible to easily detect a slight shift amount of the axis of the movable shaft with respect to the axis of the fixed-position rotating shaft. The sensor is detachable with respect to the fixed position rotating shaft, and can be used by being mounted on the fixed position rotating shaft at a completely different position.

図1を参照するに、例えば旋盤などのごとき工作機械における主軸台に相当する支持台1には、この支持台1に支持された定位置で回転自在な定位置回転軸(主軸)3が支持されている。この定位置回転軸3は、旋盤における主軸に相当するもので、ワークを把持自在なスクロールチャック等のごときチャック5を備えており、サーボモータ等のごとき制御モータ7の駆動によって回転制御されるものである。   Referring to FIG. 1, for example, a support base 1 corresponding to a headstock in a machine tool such as a lathe is supported by a fixed position rotating shaft (spindle) 3 that is rotatable at a fixed position supported by the support base 1. Has been. This fixed-position rotating shaft 3 corresponds to a main shaft in a lathe and includes a chuck 5 such as a scroll chuck that can grip a workpiece, and is rotationally controlled by driving a control motor 7 such as a servo motor. It is.

前記制御モータ7は、例えばNC装置などのごとき制御装置9の制御の下に制御回転されるもので、前記制御モータ7における回転軸の回転位置すなわち前記定位置回転軸(以下、回転軸と称す)3の回転位置は、例えばロータリーエンコーダ等のごとき回転検出器(図示省略)によって検出できるものである。   The control motor 7 is controlled and rotated under the control of a control device 9 such as an NC device. The rotation position of the rotation shaft in the control motor 7, that is, the fixed position rotation shaft (hereinafter referred to as the rotation shaft). ) The rotational position 3 can be detected by a rotation detector (not shown) such as a rotary encoder.

前記回転軸3の端面、すなわち前記チャック5の前面と対向する位置へ移動位置決め自在の移動台11が設けてある。この移動台11は、旋盤におけるタレット刃物台、クシ歯刃物台などの刃物台又はハンドリングロボットにおけるロボットハンドに相当するもので、前記制御装置9の制御の下に制御モータ(図示省略)を制御駆動することにより、X軸方向、Z軸方向へ又はX,Y,Z軸方向へ移動位置決め自在に構成してある。   A movable table 11 is provided which can be moved and positioned to a position facing the end surface of the rotating shaft 3, that is, the front surface of the chuck 5. The moving table 11 corresponds to a tool turret such as a turret tool post or a comb tooth tool post in a lathe or a robot hand in a handling robot. A control motor (not shown) is controlled and driven under the control of the control device 9. By doing so, it can be moved and positioned in the X-axis direction, the Z-axis direction, or in the X, Y, and Z-axis directions.

前記移動台11には、前記回転軸3の軸心に一致した位置へ軸心を合せることのできる可動軸13が支持されている。この可動軸13は、前記移動台11が刃物台に相当するときには切削工具を装着自在の工具装着部に相当するものである。そして、前記移動台11が、前記チャック3に対してワークの供給、搬出を行うためのハンドリングロボットにおけるロボットの可動部に相当するときには、前記可動軸13はロボットハンドに相当するものである。   The movable table 11 supports a movable shaft 13 whose axis can be aligned with a position coinciding with the axis of the rotary shaft 3. The movable shaft 13 corresponds to a tool mounting portion on which a cutting tool can be freely mounted when the movable table 11 corresponds to a tool rest. When the movable table 11 corresponds to a movable portion of a robot in a handling robot for supplying and unloading a workpiece to and from the chuck 3, the movable shaft 13 corresponds to a robot hand.

前記可動軸13には、前記回転軸3すなわちチャック5の端部側に着脱可能に取付けたセンサ15によって検出される被検出部17が備えられている。上記被検出部17は、前記可動軸13が工具装着部に相当する場合には、工具を取付け自在なスピンドル、ソケット、チャック或は工具のスピンドルなど、外周が円形状の部分が相当するものである。そして、前記可動軸13がロボットハンドに相当する場合には、前記被検出部17は、ロボットハンドに把持された円柱形状のワーク又はサンプルなどが相当するものである。   The movable shaft 13 includes a detected portion 17 that is detected by a sensor 15 that is detachably attached to the end of the rotating shaft 3, that is, the chuck 5. When the movable shaft 13 corresponds to a tool mounting portion, the detected portion 17 corresponds to a circular portion of the outer periphery such as a spindle, socket, chuck or tool spindle to which a tool can be freely attached. is there. When the movable shaft 13 corresponds to a robot hand, the detected portion 17 corresponds to a cylindrical workpiece or sample held by the robot hand.

前記センサ15は、接触センサ或は被検出部17との間隔寸法の変化によって出力が変化する近接センサよりなるものであって、前記チャック5、すなわち回転軸3の端部に対して着脱自在な軸心合せ冶具19に支持されている。   The sensor 15 is a contact sensor or a proximity sensor whose output changes according to a change in the distance between the sensor 15 and the detected portion 17, and is detachable from the chuck 5, that is, the end of the rotary shaft 3. It is supported by the axis alignment jig 19.

すなわち、前記軸心合せ冶具19は、前記チャック5の端部(前面)へ着脱可能な取付台21(図3参照)を備えている。この取付台21は、マグネットスタンドよりなるものであり、前記チャック5の前面に対して容易に着脱することができる。この取付台21には支持軸23が備えられており、この支持軸23には、第1アーム25の基端部側が軸心回りに回動可能に取付けてある。   That is, the axis alignment jig 19 includes a mounting base 21 (see FIG. 3) that can be attached to and detached from the end (front surface) of the chuck 5. The mounting base 21 comprises a magnet stand and can be easily attached to and detached from the front surface of the chuck 5. The mounting base 21 is provided with a support shaft 23, and the base end side of the first arm 25 is attached to the support shaft 23 so as to be rotatable about the axis.

すなわち、第1アーム25の基部側には、前記支持軸23を嵌入自在の嵌合孔27が形成してあり、この嵌合孔27には、第1アーム25の先端側に開口したスリット29が接続してある。そして、前記第1アーム25には、前記スリット29を締め付けて嵌合孔27によって前記支持軸23を締付けるための締付ボルト等のごとき締付具(図示省略)が備えられている。   That is, a fitting hole 27 into which the support shaft 23 can be fitted is formed on the base side of the first arm 25, and a slit 29 opened on the distal end side of the first arm 25 is formed in the fitting hole 27. Is connected. The first arm 25 is provided with a fastening tool (not shown) such as a fastening bolt for fastening the slit 29 and fastening the support shaft 23 by the fitting hole 27.

前記第1アーム25には、前記センサ15を取付けるためのセンサ取付け部の一例としての取付け孔31を備えた第2アーム33が、前記支持軸23の軸心及び前記第1アーム25の長手方向に対して直交する方向の軸心回りに回動、固定可能に取付けてある。すなわち、第2アーム33は、前記取付け孔31によって前記センサ15締付け自在のロックボルト等のごとき固定具35によって前記第1アーム25に取付けてあり。   The first arm 25 includes a second arm 33 having a mounting hole 31 as an example of a sensor mounting portion for mounting the sensor 15. The second arm 33 includes a shaft center of the support shaft 23 and a longitudinal direction of the first arm 25. It is attached so that it can be rotated and fixed around an axis in a direction perpendicular to the axis. That is, the second arm 33 is attached to the first arm 25 by a fixture 35 such as a lock bolt that can be tightened by the sensor 15 through the attachment hole 31.

上記固定具35は、先端部に備えた螺子部を第1アーム25に形成した螺子孔に螺合し締め付けることにより、前記第2アーム33に形成したスリット37を締付けて前記センサ15を第2アーム33に固定することができると共に、第1アーム25に対して第2アーム33を固定することができるものである。   The fixing tool 35 is screwed into a screw hole formed in the first arm 25 and tightened with a screw part provided at the tip, thereby tightening a slit 37 formed in the second arm 33 to fix the sensor 15 to the second. In addition to being able to be fixed to the arm 33, the second arm 33 can be fixed to the first arm 25.

上記構成により、前記センサ15の検出部15Aがチャック5の軸心5S(図1参照)を指向するように、取付台21をチャック5の端面(前面)に取付けたとき、前記センサ15の検出部15Aの指向方向が僅かにずれている場合には、取付台21を取り付け直すか、又は前記支持軸23の軸心回りに第1アーム25を回動調節すると共に固定具35の軸心回りに第2アーム33を回動調節することにより、センサ15の検出部15Aを、チャック5の軸心5Sを指向するように調節することができるものである。   With the above configuration, when the mounting base 21 is attached to the end surface (front surface) of the chuck 5 so that the detection portion 15A of the sensor 15 is directed to the axis 5S (see FIG. 1) of the chuck 5, the detection of the sensor 15 is performed. When the directing direction of the portion 15A is slightly shifted, the mounting base 21 is reattached, or the first arm 25 is pivotally adjusted around the axis of the support shaft 23 and the axis of the fixture 35 is rotated. Further, by rotating the second arm 33, the detection unit 15 </ b> A of the sensor 15 can be adjusted so as to be directed toward the axis 5 </ b> S of the chuck 5.

前述したように、チャック5に前記軸心合せ冶具19を装着して前記回転軸3を回転位置決めすると共に、前記移動台11をX,Z軸方向又はX,Y,Z軸方向へ移動し、前記センサ15によって前記移動台11に支持されている可動軸13に備えた被検出部17を検出した位置データに基いて、前記回転軸3の軸心3Sと前記可動軸13の軸心13Sとの微少なずれ量を検知するために、前記制御装置9には、軸回転制御部39、可動軸移動制御部41、測定動作制御部43及び補正演算部45が備えられている。   As described above, the axis alignment jig 19 is attached to the chuck 5 to rotationally position the rotary shaft 3, and the movable table 11 is moved in the X, Z axis direction or the X, Y, Z axis direction. Based on the position data detected by the sensor 15 to the detected portion 17 provided on the movable shaft 13 supported on the movable table 11, the shaft center 3S of the rotating shaft 3 and the shaft center 13S of the movable shaft 13 In order to detect such a slight deviation amount, the control device 9 includes a shaft rotation control unit 39, a movable shaft movement control unit 41, a measurement operation control unit 43, and a correction calculation unit 45.

前記軸回転制御部39は、前記制御モータ7を制御して前記回転軸3の回転を制御するもので、回転検出器の検出値をフィードバックすることにより、回転軸3の原点位置(基準位置)からの回転位置を制御することができるものである。なお、ロータリーエンコーダ等のごとき回転検出器の原点位置と回転軸3の原点位置とは一致してある。   The shaft rotation control unit 39 controls the rotation of the rotating shaft 3 by controlling the control motor 7, and feeds back the detected value of the rotation detector to thereby return the origin position (reference position) of the rotating shaft 3. The rotation position from can be controlled. Note that the origin position of the rotation detector such as a rotary encoder and the origin position of the rotary shaft 3 coincide with each other.

前記可動軸移動制御部41は、前記移動台11をX,Y,Z軸方向へ移動するための各制御モータを制御して、移動台11に備えられた可動軸13のX,Y,Z軸方向の移動位置を制御するためのものである。   The movable axis movement control unit 41 controls each control motor for moving the movable table 11 in the X, Y, and Z axis directions, so that the X, Y, Z of the movable shaft 13 provided in the movable table 11 is controlled. This is for controlling the movement position in the axial direction.

前記測定動作制御部43は、前記センサ15を備えた回転軸3の回転及び前記移動台11の移動を、前記回転軸3の軸心3Sに対する前記可動軸13の軸心13Sの微少なずれ量を検出するために制御する機能を有するものである。   The measurement operation control unit 43 rotates the rotation shaft 3 provided with the sensor 15 and moves the movable table 11 with a slight deviation amount of the axis 13S of the movable shaft 13 with respect to the axis 3S of the rotation shaft 3. It has the function to control in order to detect.

前記補正演算部45は、前記回転軸3の軸心3Sに対する前記可動軸13の軸心13Sの微少なずれ量を演算する機能を有するものである。   The correction calculation unit 45 has a function of calculating a slight deviation amount of the axis 13S of the movable shaft 13 with respect to the axis 3S of the rotary shaft 3.

以上のごとき構成において、前記チャック5の端面にセンサ15を装着して、図2に示すように、X軸方向に平行に、かつセンサ15の検出部15Aが、回転軸3、チャック5の軸心5Sを指向するように位置決めする。そして、前記回転軸3の軸心3Sと可動軸13の軸心13Sのずれ量を検出するために、前記測定動作制御部43の制御の下に、前記回転軸3の軸心3Sに対して可動軸13の軸心13Sが一致するように、回転軸3に対向して予め設定された所定位置(基準位置)に移動台11を移動位置決めする。   In the configuration as described above, the sensor 15 is mounted on the end face of the chuck 5, and as shown in FIG. Position the core 5S so that it is oriented. And in order to detect the deviation | shift amount of the shaft center 3S of the said rotating shaft 3, and the shaft center 13S of the movable shaft 13, it is controlled with respect to the shaft center 3S of the said rotating shaft 3 under control of the said measurement operation control part 43. The moving table 11 is moved and positioned at a predetermined position (reference position) that is set in advance facing the rotating shaft 3 so that the axis 13S of the movable shaft 13 coincides.

その後、前記移動台11を前記センサ15に接近するようにX軸方向の一方向へ移動し、センサ15に可動軸13に備えた被検出部17(この被検出部17の外周は円形であって、その軸心は可動軸13の軸心と一致している)が接触した位置又はセンサ15によって被検出部17が検出された第1位置(X1)を測定する。   Thereafter, the movable table 11 is moved in one direction in the X-axis direction so as to approach the sensor 15, and a detected portion 17 provided on the movable shaft 13 on the sensor 15 (the outer periphery of the detected portion 17 is circular). Then, the position where the axis coincides with the axis of the movable shaft 13) or the first position (X1) where the detected portion 17 is detected by the sensor 15 is measured.

次に、前記測定動作制御部43の制御の下に前記回転軸3を180°回転し、図2において、位置(A)から位置(B)へセンサ15を回動位置決めする。そして、前記移動台11を前記一方向とは逆方向(反対方向)へ移動し、前記センサ15に被検出部17が接触した位置又は前記センサ15によって被検出部17が検出された第2位置(X2)を測定する。   Next, the rotation shaft 3 is rotated 180 ° under the control of the measurement operation control unit 43, and the sensor 15 is rotated and positioned from the position (A) to the position (B) in FIG. Then, the movable table 11 is moved in the opposite direction (opposite direction) to the one direction, and the position where the detected portion 17 is in contact with the sensor 15 or the second position where the detected portion 17 is detected by the sensor 15. (X2) is measured.

次に、前記第1、第2の位置(X1,X2)の位置データに基いて、回転軸3、チャック5の軸心3S,5Sに対する可動軸13の前記基準位置(所定位置)においての、X軸方向の軸心13Sの微少なずれ量を補正演算部45において演算する。そして、前記可動軸移動制御部41によって前記移動台11の移動制御を行うときに、前記補正演算部45の演算結果に基いて補正を行うことにより、X軸方向の微少なずれ量を補正することができるものである。   Next, based on the position data of the first and second positions (X1, X2), at the reference position (predetermined position) of the movable shaft 13 with respect to the rotary shaft 3 and the shaft centers 3S, 5S of the chuck 5, A slight deviation amount of the axis 13S in the X-axis direction is calculated by the correction calculation unit 45. Then, when the movable axis movement control unit 41 performs movement control of the moving table 11, the slight deviation amount in the X-axis direction is corrected by performing correction based on the calculation result of the correction calculation unit 45. It is something that can be done.

前記回転軸3を90°回転してセンサ15を位置(C)及び位置(C)から180°回転した位置にセンサ15を位置決めし、前記移動台11をY軸方向へ移動して同様の測定を行うことにより、前記回転軸3の軸心3Sに対する前記基準位置においての可動軸13の軸心13SのY軸方向への微少なずれ量を検知し補正することができる。   The rotation axis 3 is rotated 90 ° to position the sensor 15 at a position rotated 180 ° from the position (C) and the position (C), and the movable table 11 is moved in the Y-axis direction to perform the same measurement. By performing the above, it is possible to detect and correct a slight deviation amount in the Y-axis direction of the axis 13S of the movable shaft 13 at the reference position with respect to the axis 3S of the rotating shaft 3.

したがって、周囲の温度変化によって回転軸3の軸心3Sと基準位置においての可動軸13の軸心13Sとに微少のずれが生じたような場合には、上記微少のずれ量を検知して補正することができ、高精度の加工やチャックに対するワークの供給、搬出を精度良く行うことができるものである。また、センサ15はチャック5(回転軸3)に対して着脱することが容易であり、既存の工作機械に対しても容易に実施可能である。さらに、前記センサ15は複数の工作機械で共用することができるものである。   Therefore, when a slight deviation occurs between the axis 3S of the rotary shaft 3 and the axis 13S of the movable shaft 13 at the reference position due to the ambient temperature change, the minute deviation amount is detected and corrected. Therefore, it is possible to accurately perform high-precision processing and supply and unloading of workpieces to and from the chuck. The sensor 15 can be easily attached to and detached from the chuck 5 (rotating shaft 3), and can be easily applied to an existing machine tool. Further, the sensor 15 can be shared by a plurality of machine tools.

本発明の実施形態に係る軸心合せ装置の概略的、概念的な説明図である。It is a schematic and conceptual explanatory drawing of the shaft alignment apparatus which concerns on embodiment of this invention. 軸心のずれ量を測定する場合の作用説明図である。It is operation | movement explanatory drawing in the case of measuring the deviation | shift amount of an axial center. 本発明の実施形態に係る軸心合せ冶具の分解斜視説明図である。It is a disassembled perspective explanatory drawing of the axis alignment jig which concerns on embodiment of this invention. 従来技術の説明図である。It is explanatory drawing of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1…支持台(主軸台)
3…定位置回転軸(主軸)
5…チャック
9…制御装置
11…移動台(刃物台)
13…可動軸(工具装着部、ロボットハンド)
15…センサ
17…被検出部
19…軸心合せ冶具
21…取付台
23…支持軸
25…第1アーム
33…第2アーム
39…軸回転制御部
41…可動軸移動制御部
43…測定動作制御部
45…補正演算部
1 ... Support stand (headstock)
3. Positional rotation axis (spindle)
5 ... Chuck 9 ... Control device 11 ... Moving table (tool post)
13 ... Moveable axis (tool mounting part, robot hand)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Sensor 17 ... Detected part 19 ... Axis alignment jig 21 ... Mounting base 23 ... Support shaft 25 ... 1st arm 33 ... 2nd arm 39 ... Shaft rotation control part 41 ... Movable axis movement control part 43 ... Measurement operation control Unit 45 ... Correction calculation unit

Claims (4)

定位置で回転自在な定位置回転軸の軸心に対して直交する方向へ移動可能な可動軸の軸心を前記定位置回転軸の軸心に合せる心合せ方法であって、前記定位置回転軸の軸心に対して対向した所定位置へ前記可動軸を位置決めした後、前記可動軸を前記所定位置から所定の一方向へ移動し、前記定位置回転軸に着脱自在に取付けたセンサによって前記可動軸に備えた被検出部を検出した第1位置を測定し、次に前記定位置回転軸を180°回転すると共に前記可動軸を前記一方向の反対方向へ移動し前記センサによって前記可動軸に備えた被検出部を検出した第2位置を測定し、測定した前記第1,2の位置の位置データに基いて前記定位置回転軸の軸心に対する前記可動軸の前記所定位置のずれ量を演算し、この演算結果に基いて前記定位置回転軸の軸心に対して前記可動軸の軸心を合せることを特徴とする軸心合せ方法。   A centering method for aligning the axis of a movable shaft movable in a direction orthogonal to the axis of a fixed position rotating shaft that is rotatable at a fixed position with the axis of the fixed position rotating shaft, wherein the fixed position rotation After positioning the movable shaft to a predetermined position opposed to the axis of the shaft, the movable shaft is moved from the predetermined position in a predetermined direction, and the sensor is detachably attached to the fixed position rotating shaft. The first position at which the detected portion provided on the movable shaft is detected is measured, and then the fixed position rotation shaft is rotated 180 ° and the movable shaft is moved in the opposite direction of the one direction, and the movable shaft is moved by the sensor. The second position at which the detected portion provided for the measurement is detected, and the deviation amount of the predetermined position of the movable shaft with respect to the axis of the fixed-position rotating shaft based on the measured position data of the first and second positions And the fixed position is calculated based on the calculation result. Axis combined method characterized by aligning the axis of the movable shaft with respect to the axis of the rotating shaft. 請求項1に記載の軸心合せ方法において、前記定位置回転軸を回転して前記第1,2の位置の間に前記センサを位置決めすると共に、このセンサによって前記可動軸に備えた被検出部を検出した第3位置を測定し、前記定位置回転軸の軸心に対する前記可動軸の前記所定位置のずれ量の演算に前記第3位置の位置データを用いることを特徴とする軸心合せ方法。   2. The shaft alignment method according to claim 1, wherein the sensor is positioned between the first and second positions by rotating the fixed position rotation shaft, and a detected portion provided on the movable shaft by the sensor. A position of the third position is used to calculate the amount of deviation of the predetermined position of the movable shaft with respect to the axis of the fixed-position rotating shaft. . 定位置で回転自在な定位置回転軸の回転を制御するための軸回転制御部と、前記定位置回転軸の端面に対向する所定位置へ移動可能な可動軸の移動を制御するための可動軸移動制御部と、前記定位置回転軸の端部に着脱可能なセンサと、前記定位置回転軸の回転により第1,2の位置に位置決めされた前記センサによって前記可動軸に備えた被検出部を検出したときの第1,2の測定位置データに基いて前記定位置回転軸の軸心に対しての前記可動軸の前記所定位置のずれ量を演算して補正するための補正演算部と、を備えていることを特徴とする軸心合せ装置。   A shaft rotation control unit for controlling the rotation of a fixed position rotation shaft that is rotatable at a fixed position, and a movable shaft for controlling the movement of a movable shaft that can move to a predetermined position facing the end face of the fixed position rotation shaft. A movement control unit, a sensor that can be attached to and detached from an end of the fixed-position rotating shaft, and a detected portion provided on the movable shaft by the sensor positioned at the first and second positions by the rotation of the fixed-position rotating shaft A correction calculation unit for calculating and correcting the amount of deviation of the predetermined position of the movable shaft with respect to the axis of the fixed-position rotation shaft based on the first and second measurement position data when And an axis alignment device. 定位置で回転自在な定位置回転軸の端部に着脱可能な取付台と、この取付台に備えた支持軸の軸心回りに回動可能な第1アームと、前記支持軸の軸心及び前記第1アームの長手方向に対して直交する方向の軸心に対して回動可能な第2アームと、この第2アームの先端側に備えられて、前記定位置回転軸の軸心に対して直交する方向へ移動可能な可動軸を検出自在のセンサと、を備えていることを特徴とする軸心合せ冶具。   A mounting base that can be attached to and detached from an end of a fixed-position rotating shaft that can rotate at a fixed position, a first arm that can rotate about the axis of a support shaft provided in the mounting base, an axis of the support shaft, and A second arm rotatable about an axis in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the first arm, and provided on a tip side of the second arm, with respect to the axis of the fixed position rotation axis And a sensor capable of detecting a movable shaft movable in a direction orthogonal to each other.
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