JP2006062004A - 旋盤およびその刃先位置補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ２タレット旋盤の特徴を活かし、工具交換後の初品の良品化が、簡単な構成で図れる旋盤を提供する。
【解決手段】 ２つのタレット２Ａ，２Ｂを主軸１の両側に備える旋盤において、ツールセンサー１１をタレット２Ａに取付ける。次の測定制御手段１６、工具補正量演算手段１７、および工具補正手段１８を設ける。測定制御手段１６は、タレット２Ａ，２Ｂを移動させて、ツールセンサー１１の取付けられたタレット２Ａとは反対側のタレット２Ｂに保持された工具交換前の工具９の刃先位置および工具交換後の刃先位置をツールセンサー１１に測定させる。工具補正量演算手段１７は、ツールセンサー１１の測定で得られた工具交換前の工具９の刃先位置と工具交換後の工具９の刃先位置の差を求めて所定の工具補正量Δｘを演算する。工具補正手段１８は、工具交換後の工具９を用いるタレット２Ｂの移動量を、前記工具補正量Δｘにより補正する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、工具寿命等で工具交換を行ったときに、交換後工具の刃先位置の補正を行う１主軸２タレット形式の旋盤およびその刃先位置補正方法に関する。

従来、工具交換後に初品からワーク寸法を公差内に抑えるためには、主軸付近にツールセンサーを降り降ろし、そのセンサーに刃先を当てることにより刃先位置を測定し、自動的に補正が入るようにしている。

また、従来、サイクルタイムの短縮のために１主軸に対して２つのタレットを設けたものがある。このような２タレット型の旋盤の刃先位置の計測装置として、上下に並ぶ２つのタレットにツールセンサーを交換自在に取付け、一つのツールセンサをワーク計測と工具刃先計測とに共用するものが提案されている（例えば特許文献１）。
この他に、交換後の工具位置の補正に際して、熱変位補正を考慮したものも提案されている（例えば特許文献２）。
特開平１０−２３５５３９号公報 特許第２８０６４２０号公報

上記従来の主軸付近にツールセンサーを降り降ろすものでは、ツールセンサーの位置を基準として刃先位置を測定しているが、実際はツールセンサーのアームの熱剛性が弱いため、熱変位によってツールセンサーの位置がずれる。そのため、高精度な工具位置補正が難しい。
特許文献１に開示のものは、タレットにツールセンサーを取付けるが、ツールセンサーを２つのタレットに交換して取付けようとするものであるため、ツールセンサーの取付誤差が生じ、精度の良い測定が難しい。また、工具交換を行った場合の新旧の工具を考慮した補正については開示されていない。
特許文献２に開示のものは、熱変位を考慮したものではあるが、複雑な制御が必要である。また、ツールセンサーの設置箇所上の問題がある。

この発明の目的は、２タレット旋盤の特徴を活かし、工具交換後の初品の良品化が、簡単な構成で図れる旋盤を提供することである。
この発明の他の目的は、熱変位を考慮した精度の良い刃先測定が行えて、工具の寸法ばらつきや取付精度に対応した補正が精度良く行え、工具交換後の初品の良品化が図れる旋盤を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、熱変位を考慮した精度の良い刃先測定が行えて、工具の寸法ばらつきや取付精度に対応した補正が精度良く行え、工具交換後の始品の良品化が図れる旋盤の刃先位置補正方法を提供することである。

この発明の旋盤は、２つのタレット（２Ａ，２Ｂ）を主軸（１）の両側に備える旋盤において、ツールセンサー（１１）をタレット（２Ａ）に取付け、上記２つのタレット（２Ａ，２Ｂ）の両方またはいずれか片方を移動させて、前記ツールセンサー（１１）の取付けられたタレット（２Ａ）とは反対側のタレット（２Ｂ）に保持された工具交換前の工具（９）の刃先位置および工具交換後の刃先位置を前記ツールセンサー（１１）に測定させる測定制御手段（１６）と、このツールセンサー（１１）の測定で得られた工具交換前の工具（９）の刃先位置と工具交換後の工具（９）の刃先位置の差を求めて所定の工具補正量（Δｘ）を演算する工具補正量演算手段（１７）と、前記工具交換後の工具（９）を用いるタレット（２Ｂ）の移動量を、前記工具補正量演算手段（１７）で演算された補正量により補正する工具補正手段（１８）とを備えたことを特徴とする。

この構成によると、測定制御手段（１６）の制御により工具交換前の工具（９）の刃先位置および工具交換後の刃先位置を前記ツールセンサー（１１）に測定させる。このときツールセンサー（１１）は剛性のあるタレット（２Ａ）に取付けられたものであるため、精度の良い測定が行える。工具補正量演算手段（１７）は、この測定で得られた工具交換前の工具（９）の刃先位置と工具交換後の工具（９）の刃先位置の差を求めて工具補正量（Δｘ）を演算する。工具補正手段（１８）は、このように求められた補正量（Δｘ）で、工具交換後のタレット（２Ｂ）の移動量を補正する。このように、精度良く刃先位置を測定し、工具交換後のタレット（２Ｂ）の移動量が補正される。そのため、工具交換後の初品から、交換前の工具（９）に合わせた精度不良のない良品が得られる。また、２タレット形式の特徴を活かし、ツールセンサー（１１）をタレット（２Ａ）に取付けるようにしたため、簡単な構成でツールセンサー（１１）を設置できる。

この発明における他の旋盤は、２つのタレット（２Ａ，２Ｂ）を主軸（１）の両側に備える旋盤において、ツールセンサー（１１）をタレット（２Ａ）に取付け、旋盤の加工前に上記２つのタレット（２Ａ，２Ｂ）の両方またはいずれか片方を移動させて、前記ツールセンサー（１１）の取付けられたタレット（２Ａ）とは反対側のタレット（２Ｂ）に保持された基準工具（２０）の位置を測定させ測定結果を記憶する加工前基準工具測定制御手段（２１）と、初回品の加工後にその加工に用いた工具（９）の刃先位置を前記と同様に測定しその測定結果を記憶する初回加工工具測定制御手段（２２）と、タレット（２Ｂ）の工具の交換後に前記と同様に基準工具（２０）の位置を測定させその測定結果を記憶する交換後基準工具測定制御手段（２３）と、前記加工前基準工具測定制御手段（２１）による測定結果と交換後基準工具測定制御手段（２３）の測定結果との差の１／２を熱変位補正量（Δｓ）として、前記ツールセンサー（１１）の取付けられたタレットを移動させ、交換後の工具（９）の刃先位置を測定する交換後工具測定制御手段（２４）と、この交換後工具測定制御手段（２４）で測定した値と前記初回品測定制御手段（２２）で測定した値の差から補正量（Δｘ）を演算する工具補正量演算手段（２５）と、前記工具交換後の工具（９）を用いて加工するときのタレット（２Ｂ）の移動量を、前記工具補正量演算手段（２５）で演算された補正量により補正する工具補正手段（２７）とを備えたことを特徴とする。

この構成の場合、交換後の工具（９）の刃先位置を測定する交換後工具測定制御手段（２４）は、加工前に基準工具（２０）を測定した測定結果と、工具交換後に基準工具（２０）を測定した測定結果との差の１／２を熱変位補正量（Δｓ）として、ツールセンサー（１１）の取付けられたタレット（２Ａ）を移動させる。そのため、旋盤の運転により温度が上昇したときに工具交換を行っても、熱変位がキャンセルされた状態で測定でき、交換後の工具（９）の旧工具に対する寸法ばらつきや、取付位置のばらつき等が精度良く補正できる。したがって、工具交換後の初品の良品化が図れる。
なお、基準工具（２０）は、加工には使用しない工具であり、したがって加工が不能な測定専用部品であっても良い。

この発明の旋盤の刃先位置補正方法は、 ２つのタレット（２Ａ，２Ｂ）を主軸（１）の両側に備える旋盤における工具（９）の刃先位置の移動量を補正する方法であって、一方のタレット（２Ａ）にツールセンサー（１１）を取付け、他方のタレット（２Ｂ）に基準工具（２０）を取付けておき、次の各過程を経て補正する方法である。
すなわち、旋盤の加工前に、タレット（２Ａ，２Ｂ）を移動させて前記基準工具（２０）の位置を測定する加工前基準工具測定過程（Ｓ１）と、
初回ワークを前記基準工具（２０）側のタレット（２Ｂ）に保持された工具（９）で旋削する初回ワーク旋削過程（Ｓ２）と、
その旋削された初回ワークを測定具で測定する初回ワーク測定過程（Ｓ３）と、
この初回ワークの測定値が許容寸法内にあることを確認する確認過程（Ｓ４）と、
旋削に使用した工具（９）の刃先位置を前記ツールセンサー（１１）で測定する初回工具測定過程（Ｓ５）と、
前記旋削に使用した工具（９）を、繰り返し加工後にタレット（２Ｂ）に対して新たな工具（９）に交換する工具交換過程（Ｓ７）と、
前記基準工具（２０）を前記ツールセンサー（１１）で測定する交換後基準工具測定過程（Ｓ８）と、
前記加工前基準工具測定過程（Ｓ１）の測定値と前記交換後基準工具測定過程（Ｓ８）の測定値との差の１／２をツールセンサー（１１）側のタレット（２Ａ）の移動軸の補正量（Δｓ）として設定する熱変位補正量設定過程（Ｓ９）と、
この補正量（Δｓ）でツールセンサー側タレット（２Ａ）の移動量を補正して交換後の工具（９）の刃先位置を前記ツールセンサー（１１）で測定する交換後工具測定過程（Ｓ１１）と、
前記初回工具測定過程（Ｓ５）の測定値と前記交換後工具測定過程（Ｓ１０）の測定値との差を計算してその計算値を元に工具補正量（Δｘ）を演算する工具補正量演算過程（Ｓ１１）と、
この演算された工具補正量（Δｘ）でこの交換後工具側のタレット（２Ｂ）の移動量を補正する工具補正過程（Ｓ１２）とを含む。

この補正方法によると、加工前基準工具測定過程（Ｓ１）の測定値と交換後基準工具測定過程（Ｓ８）の測定値との差の１／２をツールセンサー（１１）側のタレット（２Ａ）の移動軸の補正量（Δｓ）として設定し、この補正量（Δｓ）でツールセンサー（１１）側タレット（２Ａ）の移動量を補正して交換後の工具（９）の刃先位置を前記ツールセンサー（１１）で測定する。そのため、旋盤の運転により温度が上昇したときに工具交換を行っても、熱変位がキャンセルされた状態で測定でき、交換後の工具（９）の旧工具（９）に対する寸法ばらつきや、取付位置のばらつき等が精度良く補正できる。したがって工具交換後の初品の良品化が図れる。

この発明の旋盤は、２つのタレットを主軸の両側に備える旋盤において、ツールセンサーをタレットに取付け、タレットを移動させて、前記ツールセンサーの取付けられたタレットとは反対側のタレットに保持された工具交換前の工具の刃先位置および工具交換後の刃先位置を前記ツールセンサーに測定させる測定制御手段と、このツールセンサーの測定で得られた工具交換前の工具の刃先位置と工具交換後の工具の刃先位置の差を求めて所定の工具補正量を演算する工具補正量演算手段と、前記工具交換後の工具を用いるタレットの移動量を、前記工具補正量演算手段で演算された補正量により補正する工具補正手段とを備えたものであるため、２タレット旋盤の特徴を活かし、工具交換後の初品の良品化を簡単な構成で図ることができる。

この発明における他の旋盤は、交換後の工具の刃先位置を測定する交換後工具測定制御手段が、加工前に基準工具を測定した測定結果と、工具交換後に基準工具を測定した測定結果との差の１／２を熱変位補正量として、ツールセンサーの取付けられたタレットを移動させものとしたため、旋盤の運転により温度が上昇したときに工具交換を行っても、熱変位がキャンセルされた状態で測定でき、交換後の工具の旧工具に対する寸法ばらつきや、取付位置のばらつき等が精度良く補正できる。したがって、工具交換後の初品の良品化を図ることができる。
この発明の旋盤の刃先位置補正方法は、加工前基準工具測定過程の測定値と交換後基準工具測定過程の測定値との差の１／２をツールセンサー側のタレットの移動軸の補正量として設定し、この補正量でツールセンサー側タレットの移動量を補正して交換後の工具の刃先位置を前記ツールセンサーで測定するようにしため、旋盤の運転により温度が上昇したときに工具交換を行っても、熱変位がキャンセルされた状態で測定でき、交換後の工具の旧工具に対する寸法ばらつきや、取付位置のばらつき等が精度良く補正できる。したがって、工具交換後の初品の良品化を図ることができる。

この発明の第１の実施形態を図１と共に説明する。この旋盤は、主軸１の左右両側にそれぞれ位置して２つのタレット２Ａ，２Ｂを備えるものである。主軸１は、ベッド３上の主軸台４に回転自在に設置され、主軸モータ（図示せず）により回転駆動される。各タレット２Ａ，２Ｂは、左右のタレットキャリッジ５にそれぞれ搭載されており、タレットキャッリッジ５と共に左右方向（Ｘ軸方向）の移動が可能である。各タレットキャッリッジ５は、ベッド３に案内７を介して左右移動自在に設置され、モータ８により送りねじ９を介して左右移動させられる。モータ８はサーボモータからなり、パルスコーダ等の位置検出器８ａを有している。位置検出器８ａは、モータ８とは別に設けられてタレット２Ａ，２Ｂの左右方向位置を検出するものであってもよい。

タレット２Ａ，２Ｂは、正面形状が多角形のドラム状の刃物台であり、各角部間の周面部分からなる工具ステーションＭに、バイト等の各種の工具９が取付けられる。タレット２Ａ，２Ｂは、タレットキャリッジ５に進退自在でかつ回転自在に設置されたタレット軸６の先端に設けられており、タレット軸６の進退により、主軸軸心方向（Ｚ軸方向）と平行な方向に移動可能である。また、タレットキャリッジ５に搭載された旋回割出用モータ１０により、任意の工具ステーションＭが主軸１に対向するように回転割出が可能とされている。

上記タレット２Ａにおける一つの工具ステーションＭに、工具９に代えて、ツールセンサー１１の接触検出器部１１ａが取付けられている。ツールセンサー１１は、接触検出器部１１ａと、この接触検出器部１１ａがオンしたときの位置検出器８ａの現在位置を取り込む測定値取込部１１ｂとでなる。接触検出器部１１ａは、例えば工具９の刃先が接触子１１ａａに接触することで通電する通電検出型のものが用いられる。
なお、もう片方のタレット２Ｂにおいても、上記と同様にツールセンサー１１′の接触検出器部１１ａ′が設けられるが、説明の簡明のために、片方のタレット２Ａ側のツールセンサー１１、これを用いる補正についてのみ説明する。

旋盤制御装置１２は、コンピュータ式の数値制御装置およびプログラマブルコントローラからなり、それぞれ加工プログラム１３Ａ，１３Ｂに従って左右のタレット２Ａ，２Ｂ等を制御を行う演算制御部１４Ａ，１４Ｂを有している。なお、左右の演算制御部１４Ａ，１４Ｂおよび加工プログラム１３Ａ，１３Ｂは、それぞれ一つの演算制御部および一つの加工プログラムであっても良いが、ここでは左右のタレット２Ａ，２Ｂの動作を分かり易くするために、別々に示している。

各演算制御部１４Ａ，１４Ｂは、サーボコントーラ１５Ａ，１５Ｂを介して、左右のタレット２１，２ＢをＸ軸方向に移動させるモータ８の制御を行う。演算制御部１４Ａ，１４Ｂは、この他に、タレット２Ａ，２Ｂの前後方向の駆動用のモータ（図示せず）のサーボ系の制御、およびタレット２Ａ，２Ｂの旋回割出用モータ１０の制御を行う。また、いずれか片方の演算制御部１４Ａ，１４Ｂにより、主軸モータ（図示せず）の制御を行う。

以上の構成が、この旋盤の基本構成であり、この実施形態では上記基本構成に対して次の測定制御手段１６、工具補正量演算手段１７、および工具補正手段１８を設けている。 測定制御手段１６は、２つのタレット２Ａ，２Ｂの両方またはいずれか片方を移動させて、ツールセンサー１１の取付けられたタレット２Ａとは反対側のタレット２Ｂに保持された工具交換前の工具９の刃先位置および工具交換後の刃先位置を前記ツールセンサー１１に測定させる手段である。この実施形態では、２つのタレット２Ａ，２Ｂの両方を互いに同距離移動させるように制御するものとしている。測定制御手段１６は、工具交換前の刃先位置を測定する交換前制御部１６ａと、工具交換後の刃先位置を測定する交換後制御部１６ｂとを有する。

工具補正量演算手段１７は、上記測定制御手段１６によるツールセンサー１１の測定で得られた工具交換前の工具９の刃先位置と、工具交換後の工具９の刃先位置の差を求めて所定の工具補正量Δｘを演算する手段である。
工具補正手段１８は、前記工具交換後の工具９を用いるタレット２Ｂの移動量を、工具補正量演算手段１７で演算された補正量Δｘにより補正する手段である。すなわち、加工プログラム１３ＢのＸ軸方向の移動命令における移動量を、演算制御部１４Ｂでの実行時に上記補正量Δｘで補正する。

この構成の旋盤によると、ツールセンサー１１に対する対向側のタレット２Ｂに対して工具９の交換を行う場合に、まず、測定制御手段１６の制御により、タレット２Ａ，２Ｂを移動させ、タレット２Ｂに保持された工具交換前の工具９の刃先位置をツールセンサー１１に測定させる。ツールセンサー１１は、工具９の刃先が接触子１１ａａに触れたときに通電してオンとなり、そのオン信号で測定値取込部１１ｂが位置検出器８ａの位置検出値を読み込むことで測定を行う。この測定値を適宜の記憶手段に記憶しておく。この後、工具交換後の新品工具９の刃先位置を、上記と同様にツールセンサー１１に測定させる。

工具補正量演算手段１７は、このツールセンサー１１の測定で得られた工具交換前の刃先位置と工具交換後の刃先位置の差を求め、その差を工具補正量Δｘとする。工具補正量演算手段１７は、上記の差をそのまま工具補正量Δｘとする代わりに、上記の差を基に、所定の係数を掛ける等の適宜の処理を行って工具補正量Δｘとするものであっても良い。このように演算された工具補正量Δｘは、演算制御部１４ＢにおけるＸ軸の移動量指令部に設けられた工具補正手段１８に補正量として設定する。

工具補正手段１８は、その設定された補正量Δｘで、以後のＸ軸の移動量の指令値を補正する。そのため、工具交換されたタレット２Ｂは、補正後の移動量で移動することになる。

このように工具補正をすることで、工具交換があっても、交換前の工具９の寸法に合わせた加工が行え、工具交換の前後の加工寸法の差をできるだけ少なくすることができる。また、ツールセンサー１１は、剛性のあるタレット２Ａに設けたため、精度の良い刃先測定が行え、精度の良い工具補正が行える。したがって、工具交換後に初品から公差内の良品の加工を行うことができる。

なお、工具補正手段１８は、タレット２Ｂの工具ステーションＭ毎に工具補正量Δｘを持ち、主軸１に対して割り出す工具ステーションＭに対応する工具補正量Δｘを補正に用いる。
また、上記実施形態は、図の左側のタレット２Ａにツールセンサー１１を設けた場合につき説明したが、右側のタレット２Ｂにもツールセンサー１１′を設け、上記と同様にして左側のタレット２Ａの工具交換時の工具補正を行うようにしても良い。すなわち、両側のタレット２Ａ，２Ｂの工具交換時の工具補正を行うようにしてもよい。

図２ないし図４は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態において、上記基本構成、つまり旋盤の機械部分の構成、旋盤制御装置１２が加工プログラム１３Ａ，１３Ｂに従って演算制御１４Ａ，１４Ｂで制御する構成、およびツールセンサー１１についての構成は、第１の実施形態と同様であるから、その説明を省略する。
この実施形態の旋盤は、上記基本構成において、タレット２Ｂの一つの工具ステーションＭに基準工具２０を取付けると共に、旋盤制御装置１２に、次の加工前基準工具測定制御手段２１、初回加工工具測定制御手段２２、交換後基準工具測定制御手段２３、交換後工具測定制御手段２４、工具補正量演算手段２５、熱変位補正手段２６、および工具補正手段２７を設けたものである。

加工前基準工具測定制御手段２１は、１日の始めなどの旋盤の加工前に、上記２つのタレット２Ａ，２Ｂの両方またはいずれか片方を移動させて、ツールセンサー１１の取付けられたタレット２１Ａとは反対側のタレット２Ｂに保持された基準工具２０の位置を測定させ測定結果を記憶する手段である。この実施形態では、両側のタレット２Ａ，２Ｂを同じ移動量だけ同期して移動させるようにしている。
初回加工工具測定制御手段２２は、運転開始後の初回品の加工後に、その加工に用いた工具９の刃先位置を前記と同様に測定し、その測定結果を記憶する手段である。

交換後基準工具測定制御手段２３は、タレットの工具の交換後に前記と同様に基準工具２０の位置を測定させ、その測定結果を記憶する手段である。

交換後工具測定制御手段２４は、加工前基準工具測定制御手段２１による測定結果と交換後基準工具測定制御手段２３の測定結果との差の１／２を熱変位補正量Δｓとして、ツールセンサー１１の取付けられたタレット２Ａを移動させ、交換後の工具９の刃先位置を測定する手段である。熱変位補正量Δｓは、演算制御部１４Ａに設けられてＸ軸方向の指令値を補正する熱変位補正手段２６に設定され、この熱変位補正手段２６による移動量補正に用いられる。

工具補正量演算手段２５は、交換後工具測定制御手段２４で測定した値と前記初回品測定制御手段２２で測定した値の差から工具補正量Δｘを演算する手段である。
工具補正手段２７は、工具交換後の工具９を用いて加工するときのタレット２Ｂの移動量を、前記工具補正量演算手段２５で演算された工具補正量Δｘにより補正する手段である。

つぎに、図３と共に、旋盤の刃先位置補正方法の実施形態を示す。この刃先位置補正方法は、図２の例のように、２つのタレット２Ａ，２Ｂを主軸１の両側に備える旋盤における工具９の刃先位置の移動量を補正する方法であって、一方のタレット２Ａにツールセンサー１１を取付け、他方のタレット２Ｂに基準工具２０を取付けておき、次の各過程Ｓ１〜Ｓ１２を経て補正する方法である。
この刃先位置補正方法は、図２の旋盤制御装置１２の構成に限ることなく適用できる方法であるが、ここでは、図２の構成の明確のために、図２の各機能達成手段（２１〜２７等）の動作を併記する。

図３において、次の各過程Ｓ１〜Ｓ１２を順に行う。
一日の始め等の旋盤の冷却状態からの運転開始時に、タレット２Ａ，２Ｂを移動させ、基準工具２０の位置をツールセンサー１１で測定する（加工前基準工具測定過程（Ｓ１）。この測定は、図２の加工前基準工具測定手段２１の制御によって行われる。
初回ワーク（図示せず）を、基準工具２０側のタレット２Ｂに保持された工具９で旋削する（初回ワーク旋削過程（Ｓ２））。
その旋削された初回ワークを、マイクロメータやノギス等の測定具（図示せず）で測定し（初回ワーク測定過程（Ｓ３））、この初回ワークの測定値が許容寸法内にあることを確認する（確認過程（Ｓ４））。初回ワークの測定値が許容寸法内になければ、以下の処理は行わず、何らかの調整等を行って再度確認過程（Ｓ４）までの各処理を行う。

旋削に使用した工具９の刃先位置を、ツールセンサー１１で測定する（初回工具測定過程（Ｓ５））。この過程で、最初の正しい刃先位置、つまり許容寸法内に加工される刃先位置がわかる。この過程は、図２の初回加工工具測定制御手段２２の制御により行う。
このような各測定を行った後、その交換後の工具９による加工を行う（繰り返し加工過程（Ｓ６）。
この旋削に使用した工具９は、繰り返し加工により寿命になると、タレット２Ｂに対して新たな工具９に交換する（工具交換過程（Ｓ７））。

工具交換されると、基準工具２０をツールセンサー１１で測定する（交換後基準工具測定過程（Ｓ８））。この過程は、図２の交換後基準工具測定制御手段２３の制御により行われる。
前記加工前基準工具測定過程の測定値と前記交換後基準工具測定過程の測定値との差の１／２をツールセンサー側のタレットの移動軸の補正量として設定する（熱変位補正量設定過程（Ｓ９））。すなわち、この工具交換を行う頃は、連続加工によって旋盤の温度が上昇し、熱変位が生じている。この熱変位量は、最初の冷却時における基準工具２０の測定値との差となって現れる。測定値の差を１／２とするのは、ツールセンサー１１側と基準工具２０側との両方のタレット２Ａ，２Ｂで熱変位が生じており、その和が上記測定値の差として現れるからである。

例えば、図４に具体的数値例を示すように、加工前基準工具測定過程（Ｓ１）で、左右のタレット２Ａ，２Ｂの位置が、主軸中心から１００mmだけ離れていたとする。これが、工具交換後に、左のタレット２Ａでは１００．８mm、右側のタレット２Ｂでは１０１．２mmになったとする。この工具交換後の基準工具２０の測定では、左右のそれぞれの熱膨張量の０．８mmおよび１．２mmが加わった０．８＋１．２＝２．０mmとなる値が測定されることになる。したがって、この和を平均化した（０．８＋１．２）÷２＝１．０の値だけ熱変位補正することで、ほぼ正しい熱変位補正が行えることになる。

この熱変位補正量Δｓで、ツールセンサー側タレット２Ａの移動量を補正して交換後の工具９の刃先位置をツールセンサー１１で測定する（交換後工具測定過程（Ｓ１０））。この熱変位補正を行うことで、最初の冷却時のツールセンサー１１の位置が再現されることになる。この過程Ｓ１０は、図２の交換後工具測定制御手段２４の処理により行われ
る。

この測定の後、前記初回工具測定過程（Ｓ５）の測定値と交換後工具測定過程（Ｓ１０）の測定値との差を計算し、その計算値を元に工具補正量Δｘを演算する（工具補正量演算過程（Ｓ１１）。上記測定値の差をそのまま工具補正量Δｘとしても良い。上記測定値の差は、新しい工具９の初回使用工具９の初期状態との差であり、工具１１のぱらつきや取付位置の誤差が上記の差となって現れる。この補正量演算は、図２の工具補正量演算手段２５で行う。

この演算された工具補正量Δｘで、この交換後工具９側のタレット２Ｂの移動量を補正する（工具補正過程（Ｓ１２））。以後の加工は、この工具補正量Δｘで補正した移動量で行うことになる。この工具補正は、図２の演算制御部１４Ｂに設けられた工具補正手段２７で行う。

この刃先位置補正方法によると、このように、旋盤の運転により温度が上昇したときに工具交換を行っても、熱変位がキャンセルされた状態で測定でき、交換後の工具９の旧工具９に対する寸法ばらつきや、取付位置のばらつき等が精度良く補正できる。したがって工具交換後の初品の良品化を図ることができる。

なお、この実施形態において、工具補正手段２７は、タレット２Ｂの工具ステーションＭ毎に工具補正量Δｘを持ち、主軸１に対して割り出す工具ステーションＭに対応する工具補正量Δｘを補正に用いる。

また、上記の実施形態は、図の左側のタレット２Ａにツールセンサー１１を設けた場合につき説明したが、右側のタレット２Ｂにもツールセンサー１１′を設け、また左側のタレット２Ａにも基準工具２０を取付け、上記と同様にして左側のタレット２Ａの工具交換時の工具補正を行うようにしても良い。すなわち、両側のタレット２Ａ，２Ｂの工具交換時の工具補正を行うようにしてもよい。

この発明の第１の実施形態にかかる旋盤の機構部分の平面図および制御系のブロックを組み合わせて示す説明図である。 この発明の他の実施形態にかかる旋盤の機構部分の平面図および制御系のブロックを組み合わせて示す説明図である。 その刃先位置補正方法の流れ図である。 その熱変位補正の説明図である。

符号の説明

１…主軸
２Ａ，２Ｂ…タレット
５…タレットキャリッジ
８ａ…位置検出器
９…工具
１１…ツールセンサー
１１ａ…接触検出器部
１１ｂ…測定値取込部
１６…測定制御手段
１７…工具補正量演算手段
１８…工具補正手段
１８…工具補正手段
２１…冷却時基準工具測定制御手段
２２…初回加工工具測定制御手段
２３…交換後基準工具測定制御手段
２４…交換後工具測定制御手段
２５…工具補正量演算手段
２６…熱変位補正手段
２７…工具補正手段
Δｓ…熱変位補正量
Δｘ…工具補正量

Claims (3)

1. ２つのタレットを主軸の両側に備える旋盤において、ツールセンサーをタレットに取付け、上記２つのタレットの両方またはいずれか片方を移動させて、前記ツールセンサーの取付けられたタレットとは反対側のタレットに保持された工具交換前の工具の刃先位置および工具交換後の刃先位置を前記ツールセンサーに測定させる測定制御手段と、このツールセンサーの測定で得られた工具交換前の工具の刃先位置と工具交換後の工具の刃先位置の差を求めて所定の工具補正量を演算する工具補正量演算手段と、前記工具交換後の工具を用いるタレットの移動量を、前記工具補正量演算手段で演算された補正量により補正する工具補正手段とを備えた旋盤。
2. ２つのタレットを主軸の両側に備える旋盤において、ツールセンサーをタレットに取付け、旋盤の加工前に上記２つのタレットの両方またはいずれか片方を移動させて、前記ツールセンサーの取付けられたタレットとは反対側のタレットに保持された基準工具の位置を測定させ測定結果を記憶する加工前基準工具測定制御手段と、初回品の加工後にその加工に用いた工具の刃先位置を前記と同様に測定しその測定結果を記憶する初回加工工具測定制御手段と、タレットの工具の交換後に前記と同様に基準工具の位置を測定させその測定結果を記憶する交換後基準工具測定制御手段と、前記加工前基準工具測定制御手段による測定結果と交換後基準工具測定制御手段の測定結果との差の１／２を熱変位補正量として、前記ツールセンサーの取付けられたタレットを移動させ、交換後の工具の刃先位置を測定する交換後工具測定制御手段と、この交換後工具測定制御手段で測定した値と前記初回品測定制御手段で測定した値の差から補正量を演算する工具補正量演算手段と、前記工具交換後の工具を用いて加工するときのタレットの移動量を、前記工具補正量演算手段で演算された補正量により補正する工具補正手段とを備えた旋盤。
3. ２つのタレットを主軸の両側に備える旋盤における工具の刃先位置の移動量を補正する方法であって、一方のタレットにツールセンサーを取付け、他方のタレットに基準工具を取付けておき、
   旋盤の加工前に、タレットを移動させて前記基準工具の位置を測定する加工前基準工具測定過程と、
   初回ワークを前記基準工具側のタレットに保持された工具で旋削する初回ワーク旋削過程と、
   その旋削された初回ワークを測定具で測定する初回ワーク測定過程と、
   この初回ワークの測定値が許容寸法内にあることを確認する確認過程と、
   旋削に使用した工具の刃先位置を前記ツールセンサーで測定する初回工具測定過程と、 前記旋削に使用した工具を、繰り返し加工後にタレットに対して新たな工具に交換する工具交換過程と、
   前記基準工具を前記ツールセンサーで測定する交換後基準工具測定過程と、
   前記加工前基準工具測定過程の測定値と前記交換後基準工具測定過程の測定値との差の１／２をツールセンサー側のタレットの移動軸の補正量として設定する熱変位補正量設定過程と、
   この補正量でツールセンサー側タレットの移動量を補正して交換後の工具の刃先位置を前記ツールセンサーで測定する交換後工具測定過程と、
   前記初回工具測定過程の測定値と前記交換後工具測定過程の測定値との差を計算してその計算値を元に工具補正量を演算する工具補正量演算過程と、
   この演算された工具補正量でこの交換後工具側のタレットの移動量を補正する工具補正過程とを含む、
   旋盤の刃先位置補正方法。

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