JP2007198944A - Deflection measuring instrument, and deflection measuring method - Google Patents

Deflection measuring instrument, and deflection measuring method Download PDF

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Masahiko Hasegawa
正彦 長谷川
Tomoaki Nakasuji
智明 中筋
Takashi Akiyama
喬 秋山
Masayuki Tanaka
昌幸 田中
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To carry out deflection measurement evaluation in a position of requiring the true deflection measurement evaluation, i.e., in the vicinity of working position, in a deflection measuring instrument. <P>SOLUTION: This deflection measuring instrument is provided with the first displacement gage for detecting a surface position of a member, the second displacement gage for detecting a surface position in a position separated by a prescribed distance from the surface position of the member detected by the first displacement gage, along a rotary shaft direction of a motor part, and a deflection amount calculating part for calculating a deflection amount in rotation of the member other end part, based on detection results in the first displacement gage and the second displacement gage before and after a holder part is rotated by a prescribed angle by the motor part. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、回転軸を中心に回転する部材の振れ量測定するための振れ測定装置及び振れ測定方法に関する。   The present invention relates to a shake measuring apparatus and a shake measuring method for measuring a shake amount of a member rotating around a rotation axis.

従来の振れ測定装置においては、渦電流式センサを有し、この渦電流式センサと主軸台に支持される主軸を係合したツールホルダのフランジ部との隙間の変化を計測することによりクランプ異常の有無を判定していた(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−331442号公報(第1図)
A conventional run-out measuring device has an eddy current sensor, and a clamp abnormality is measured by measuring a change in a gap between the eddy current sensor and a flange portion of a tool holder that engages a spindle supported by a headstock. The presence or absence of this was determined (for example, refer patent document 1).
JP 2002-331442 A (FIG. 1)

従来の振れ測定装置では、測定点から求められる振れ量を、測定点から離れた真に振れ評価が必要な加工位置の振れ量として評価しているため、フランジ部の振れ量は許容範囲内であるが、加工位置での振れ量が大きいため、要求仕様を満たさない加工結果になるといった問題があった。   In the conventional run-out measuring device, the run-out amount calculated from the measurement point is evaluated as the run-out amount of the machining position that needs to be truly run-away away from the measurement point. However, there is a problem that the machining result does not satisfy the required specifications because the deflection amount at the machining position is large.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、加工位置近傍での振れ量を評価することのできる振れ測定装置を得るものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a shake measuring device that can evaluate the shake amount in the vicinity of a machining position.

この発明に係る振れ測定装置は、部材の一端部を把持するホルダ部と、ホルダ部を回転させるモータ部と、部材の表面位置を測定する第1の変位計と、第1の変位計が測定する部材の表面位置からモータ部の回転軸方向に所定距離を隔てた位置の表面位置を測定する第2の変位計と、モータ部がホルダ部を所定角度回転させる前後での、第1の変位計および第2の変位計の測定結果に基づいて部材の他端部の回転時における振れ量を算出する演算装置とを有することを特徴とするものである。   The shake measuring apparatus according to the present invention includes a holder unit that holds one end of a member, a motor unit that rotates the holder unit, a first displacement meter that measures the surface position of the member, and a first displacement meter A second displacement meter that measures a surface position at a predetermined distance from the surface position of the member to be rotated in the rotation axis direction of the motor unit, and a first displacement before and after the motor unit rotates the holder unit by a predetermined angle. And an arithmetic unit that calculates a deflection amount during rotation of the other end portion of the member based on the measurement results of the meter and the second displacement meter.

この発明によれば、真に測定評価が必要な位置である加工位置近傍の振れ量を評価することが可能となる。従って、工具またはワーク等の部材の変形やホルダへの取り付け不良、ホルダのモータへの取り付け不良、モータの振れなどによる加工結果の不具合を高精度で確実に検出することができる。   According to the present invention, it is possible to evaluate the amount of deflection in the vicinity of the machining position, which is a position that truly requires measurement and evaluation. Therefore, it is possible to reliably detect defects in the processing result due to deformation of a member such as a tool or a workpiece, poor attachment to the holder, poor attachment of the holder to the motor, or vibration of the motor.

実施の形態1.
図1は、この発明を実施するための実施の形態1における振れ測定装置を示すものである。図1において、部材であるエンドミル1は、ホルダ2によって一端部1aが把持されている。ホルダ2はモータ3の取り付け穴に挿入され、強固に固定されている。また、工具である研削砥石11は他のモータ12の取り付け穴に挿入され、強固に固定されている。これら2つのモータ3、13は研削装置のテーブル(図示せず)に固定されていて、2つのモータが相対的に移動し、研削砥石11によってエンドミル1に加工が施される。つまり、部材の他端部であるエンドミル1の刃部1bが再研削され、刃の切れ味が再生されることになる。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows a shake measuring apparatus according to Embodiment 1 for carrying out the present invention. In FIG. 1, one end 1 a of an end mill 1 as a member is held by a holder 2. The holder 2 is inserted into the mounting hole of the motor 3 and is firmly fixed. A grinding wheel 11 as a tool is inserted into an attachment hole of another motor 12 and is firmly fixed. These two motors 3 and 13 are fixed to a table (not shown) of the grinding apparatus, the two motors move relatively, and the end mill 1 is processed by the grinding wheel 11. That is, the blade 1b of the end mill 1 which is the other end of the member is reground, and the sharpness of the blade is regenerated.

一方、変位計20には第1の変位計および第2の変位計として、接触子21a、21bが所定距離Lだけ離れて設置されており、2点の位置を同時に計測することが可能である。さらに、接触子21aと接触子21bとは長さがTだけ異なっている。変位計20の測定値は演算装置30に送信され、エンドミル1の他端部における振れ量を計算し、振れ量評価結果信号等を生成し、NC装置40へと送信する。NC装置40は、この振れ量評価結果信号に基づいて、加工開始や再計測等の動作を実施する。さらにまた、変位計20は回転テーブル22に固定されている。尚、変位計20は振れ量の測定時には実線で示す位置にあり、エンドミル1の研削時には接触子等がワークなどに干渉して加工を阻害することが無いように点線で示すような位置に待避するものである。   On the other hand, as the first displacement meter and the second displacement meter, the contacts 21a and 21b are set apart from each other by a predetermined distance L in the displacement meter 20, and the positions of two points can be measured simultaneously. . Further, the contact 21a and the contact 21b are different in length by T. The measured value of the displacement meter 20 is transmitted to the arithmetic device 30, calculates the amount of shake at the other end of the end mill 1, generates a shake amount evaluation result signal, and transmits it to the NC device 40. The NC device 40 performs operations such as machining start and re-measurement based on the deflection amount evaluation result signal. Furthermore, the displacement meter 20 is fixed to the rotary table 22. The displacement meter 20 is in a position indicated by a solid line when measuring the amount of deflection, and is retracted to a position indicated by a dotted line so that a contact or the like does not interfere with the workpiece or the like when the end mill 1 is ground. To do.

さらに、ホルダ2には、接触子21a、21bに対応して、エンドミル1を把持する部分に、空隙部2aが設けられ、ホルダ2がエンドミル1を把持した際にこの空隙部2aにより、エンドミル1の表面が露出するように構成されている。この空隙部2aはモータ3の回転軸方向に所定距離Lだけ隔てて2個ずつ、また、モータ3の回転角方向に90度ごとに4箇所の合計8個設けられている。   Further, the holder 2 is provided with a gap portion 2a in a portion that grips the end mill 1 corresponding to the contacts 21a and 21b. When the holder 2 holds the end mill 1, the gap portion 2a causes the end mill 1 to It is comprised so that the surface of may be exposed. A total of eight gaps 2 a are provided, two at a predetermined distance L in the direction of the rotation axis of the motor 3 and four at every 90 degrees in the rotation angle direction of the motor 3.

また、ここでは便宜上、モータ3の回転軸方向をx軸、振れ量測定時における振れ量変位計20に設置された接触子21a、21bの移動方向をy軸、x軸およびy軸との垂直方向をz軸とする。   Further, here, for convenience, the rotation axis direction of the motor 3 is the x-axis, and the movement directions of the contacts 21a and 21b installed in the shake amount displacement meter 20 at the time of the shake amount measurement are the y-axis, the x-axis, and the y-axis perpendicular Let the direction be the z-axis.

さらにまた、ここではホルダ2として焼き填めホルダを、接触子21a、21bとしてプランジャタイプの接触式変位計を用いたものとして説明するが、本願発明の振れ測定装置はこれらの構成を備えたものに限られない。   Furthermore, here, a shrink-fitted holder is used as the holder 2 and a plunger-type contact displacement meter is used as the contacts 21a and 21b. However, the shake measuring device of the present invention has these configurations. Not limited.

次に、このように構成された振れ測定装置の動作について図2を用いて説明する。図2は本実施の形態1における振れ測定装置の動作を示すフロー図である。図2に示すように振れ量の測定評価は、測定準備(st1)、表面位置測定(st2)、振れ評価(st3)の3段階に分かれている。以下、各段階における動作について詳述する。   Next, the operation of the shake measuring apparatus configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the shake measuring apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the measurement evaluation of the shake amount is divided into three stages: measurement preparation (st1), surface position measurement (st2), and shake evaluation (st3). Hereinafter, the operation in each stage will be described in detail.

まず、変位計20が図1の点線で示すような待機状態である場合を考える。この状態から振れ量を測定するための測定状態になるために、回転テーブル22が回転し、変位計は図1の実線で示す位置に移動する(st101)。次に、ホルダ2に設けられた空隙部2aが接触子21a、21bの正面になるように、モータ3によりホルダ2が回転する(st102)。st101、st102の動作により測定準備が完了する(st1)。   First, consider a case where the displacement meter 20 is in a standby state as indicated by the dotted line in FIG. In order to enter a measurement state for measuring the shake amount from this state, the rotary table 22 rotates and the displacement meter moves to the position indicated by the solid line in FIG. 1 (st101). Next, the holder 2 is rotated by the motor 3 so that the gap 2a provided in the holder 2 is in front of the contacts 21a and 21b (st102). Preparation for measurement is completed by the operations of st101 and st102 (st1).

次に、変位計20はy軸のホルダ2方向へ前進し(st201)、変位計20に設けられた接触子21a、21bがホルダ2に設けられた空隙部2aから露出するエンドミル1の表面に接触することにより表面位置のy座標を測定する(st202)。変位計20が測定した測定値は演算装置30へ送信されると共に、変位計20は後退し、測定準備完了の位置に戻る(st203)。変位計20の位置が戻ると、モータ3が90度回転する(st204)。ホルダ2にはモータ3の回転角方向に90度ずつ空隙部2aが設けられているため、モータ3が90度回転した後は異なる空隙部が接触子21a、21bの正面に位置することになる。以上、st201〜st204の動作を4回繰り返し、90度ずつ回転する前後での空隙部2aから露出したエンドミル1の表面位置のy座標を測定し、各測定結果を演算装置30へと送信する(st205)。これら、st201〜st205の動作により表面位置測定を完了する(st2)。また、最初に表面位置を測定する際の回転角度位置を0度としたとき、回転角度位置0度の接触子21aの測定値をJa1、接触子21bの測定値をJb1とし、回転角度位置90度、180度、270度における接触子21aの測定値をそれぞれJa2、Ja3、Ja4、接触子21bの測定値をJb2、Jb3、Jb4とする。   Next, the displacement meter 20 advances in the direction of the y-axis holder 2 (st201), and contacts 21a and 21b provided on the displacement meter 20 are exposed on the surface of the end mill 1 exposed from the gap 2a provided on the holder 2. The y coordinate of the surface position is measured by touching (st202). The measurement value measured by the displacement meter 20 is transmitted to the arithmetic unit 30, and the displacement meter 20 moves backward to return to the position where measurement preparation is completed (st203). When the position of the displacement meter 20 returns, the motor 3 rotates 90 degrees (st204). Since the holder 2 is provided with the gap 2a by 90 degrees in the rotation angle direction of the motor 3, after the motor 3 is rotated 90 degrees, a different gap is positioned in front of the contacts 21a and 21b. . As described above, the operation of st201 to st204 is repeated four times, the y coordinate of the surface position of the end mill 1 exposed from the gap 2a before and after rotating by 90 degrees is measured, and each measurement result is transmitted to the computing device 30 ( st205). The surface position measurement is completed by the operations of st201 to st205 (st2). When the rotation angle position at the time of first measuring the surface position is 0 degree, the measurement value of the contact 21a at the rotation angle position 0 degree is Ja1, the measurement value of the contact 21b is Jb1, and the rotation angle position 90 The measured values of the contact 21a at degrees, 180 degrees, and 270 degrees are Ja2, Ja3, Ja4, and the measured values of the contact 21b are Jb2, Jb3, and Jb4, respectively.

次に、振れ評価の手法について説明する。まず、振れという現象について図3を用いて説明する。図3は回転角度位置が0度、90度、180度および270度において、x軸方向からエンドミル1を見たときの図である。図3において、図1との対応部分については同一番号を付す。図3に示すように、モータ3の回転中心3Mに対してエンドミル1の中心1Mが所定距離ずれている場合(このときの所定距離を以下、偏心と呼ぶ)、モータ3が回転すると、エンドミル1の中心1Mはモータの回転中心3Mを中心として回転する。このような現象を振れと呼ぶ。ここで、接触子21aで、空隙部2aから露出したエンドミル1の表面1aAの位置のy座標を測定すると、この測定値は回転角度位置によって異なる値となる。すなわち、Ja1、Ja2、Ja3、Ja4はそれぞれ異なった値となる。また、接触子21bの測定値についても同様である。   Next, a shake evaluation method will be described. First, the phenomenon of shake will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a view when the end mill 1 is viewed from the x-axis direction at rotation angle positions of 0 degrees, 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees. 3, parts corresponding to those in FIG. 1 are given the same numbers. As shown in FIG. 3, when the center 1M of the end mill 1 is deviated from the rotation center 3M of the motor 3 by a predetermined distance (this predetermined distance is hereinafter referred to as eccentricity), when the motor 3 rotates, the end mill 1 The center 1M of the motor rotates about the rotation center 3M of the motor. Such a phenomenon is called shake. Here, when the y-coordinate of the position of the surface 1aA of the end mill 1 exposed from the gap 2a is measured by the contact 21a, the measured value is different depending on the rotation angle position. That is, Ja1, Ja2, Ja3, and Ja4 have different values. The same applies to the measured value of the contact 21b.

従って、各回転角度位置における接触子21aの測定値は、図4に示すような円軌道上の値となる。図4に示す円軌道は、図3から明らかなように、エンドミル1の中心1Mの円軌道と同一のものとなる。従って、図4に示す円軌道の半径Hは偏心と同一となり、振れ量FはJIS規格で定められるように、この円軌道の直径(2×H)となる。   Accordingly, the measured value of the contact 21a at each rotation angle position is a value on a circular orbit as shown in FIG. As is clear from FIG. 3, the circular orbit shown in FIG. 4 is the same as the circular orbit of the center 1M of the end mill 1. Therefore, the radius H of the circular orbit shown in FIG. 4 is the same as the eccentricity, and the deflection F is the diameter (2 × H) of the circular orbit as defined by the JIS standard.

次に、演算装置30での振れ量の算出方法について図4を用いて説明する。図4に示す円軌道の中心座標は、振れの中心からy軸方向へエンドミル1の断面の半径R分の移動をした位置Oとなっている。変位計20で測定されるy座標(Ja1〜Ja4)は、図4に示す円軌道の中心からずれた位置を原点として計測したものであるために、位置Oを原点とした座標値に補正する必要がある。ここで、位置Oのy座標Oyは式(1)によって求められる。
Oy=(Ja1+Ja2+Ja3+Ja4)/4・・・(1)
従って、Ja1〜Ja4に対応する位置Oを原点としたときの空隙部2aから露出したエンドミル1の表面のy座標Ya1〜Ya4は式(2)〜(5)によって求められる。
Ya1=Ja1−Oy・・・(2)
Ya2=Ja2−Oy・・・(3)
Ya3=Ja3−Oy・・・(4)
Ya4=Ja4−Oy・・・(5)
また、図4中におけるZa1〜Za4は、Ya1〜Ya4と同様に位置Oを原点としたときのz座標である。ただし、Za1〜Za4の各座標値は説明の便宜上使用する座標値であり、実際に測定する必要は無い。
Next, a method for calculating the shake amount in the arithmetic unit 30 will be described with reference to FIG. The center coordinate of the circular orbit shown in FIG. 4 is a position O that is moved from the center of deflection by the radius R of the cross section of the end mill 1 in the y-axis direction. Since the y coordinates (Ja1 to Ja4) measured by the displacement meter 20 are measured with the position shifted from the center of the circular orbit shown in FIG. 4 as the origin, the coordinates are corrected to the coordinate values with the position O as the origin. There is a need. Here, the y-coordinate Oy of the position O is obtained by Expression (1).
Oy = (Ja1 + Ja2 + Ja3 + Ja4) / 4 (1)
Therefore, the y-coordinates Ya1 to Ya4 of the surface of the end mill 1 exposed from the gap 2a when the position O corresponding to Ja1 to Ja4 is set as the origin are obtained by the equations (2) to (5).
Ya1 = Ja1-Oy (2)
Ya2 = Ja2-Oy (3)
Ya3 = Ja3-Oy (4)
Ya4 = Ja4-Oy (5)
In addition, Za1 to Za4 in FIG. 4 are z coordinates when the position O is the origin, similarly to Ya1 to Ya4. However, the coordinate values of Za1 to Za4 are coordinate values used for convenience of explanation, and there is no need to actually measure them.

Ya1〜Ya4を用いて振れ量F(2×H)を求めるためには、図4から明らかなように回転角度位置が0度のときの位相角度gを利用して式(6)によって求めることができる。
Ya1=H×cos(g)・・・(6)
しかし、位相角度gは未知量であるために、式(6)のみを用いて振れ量を求めることはできない。そこで、回転角度位置が90度のときの表面位置のy座標Ya2を利用すると三角関数の公式より式(7)を得る。
Ya2=H×cos(g+90度)
=H×(−sin(g))
=−Za ・・・(7)
つまり、Ya2は、回転角度位置が0度の場合、z成分Za1と絶対値が等しくなる。従って、ピタゴラスの定理より式(8)が成り立つ。
(F/2)=H=Ya1+Za1
=Ya1+Ya2・・・(8)
式(8)から明らかなように、回転角度位置が0度および90度のときのy座標Ya1、Ya2から振れ量Fを算出することが可能となる。すなわち、変位計20の2個の測定値のみで、位相角度gを算出することなく振れ量Fを算出することが可能となる。
In order to calculate the shake amount F (2 × H) using Ya1 to Ya4, as is apparent from FIG. 4, the phase angle g when the rotational angle position is 0 degrees is used to obtain the shake amount F (2 × H). Can do.
Ya1 = H × cos (g) (6)
However, since the phase angle g is an unknown amount, the shake amount cannot be obtained using only the equation (6). Therefore, using the y-coordinate Ya2 of the surface position when the rotation angle position is 90 degrees, Equation (7) is obtained from the trigonometric function formula.
Ya2 = H × cos (g + 90 degrees)
= H × (−sin (g))
= -Za (7)
That is, the absolute value of Ya2 is equal to the z component Za1 when the rotation angle position is 0 degree. Therefore, the equation (8) is established from the Pythagorean theorem.
(F / 2) 2 = H 2 = Ya1 2 + Za1 2
= Ya1 2 + Ya2 2 (8)
As is apparent from the equation (8), the shake amount F can be calculated from the y coordinates Ya1 and Ya2 when the rotation angle position is 0 degree and 90 degrees. That is, it is possible to calculate the shake amount F without calculating the phase angle g using only two measured values of the displacement meter 20.

ただし、Ya1およびYa2のみから算出される振れ量では、変位計20の測定精度、エンドミル1の表面の汚れ等の影響により、実際の振れ量と大きな誤差を生じる可能性がある。いま、表面のy座標としてYa1〜Ya4の4個の値が算出済みであるので、上述の(Ya1,Ya2)の組合せによる振れ量の算出以外に、(Ya2,Ya3)、(Ya3,Ya4)、(Ya4,Ya1)の組合せによる振れ量の検出が可能となる。上記4個の組合せによって算出された振れ量をそれぞれFa1、Fa2、Fa3、Fa4としたとき、演算装置30はこれらの値、およびこれらの振れ量に対応する偏心Ha1、Ha2、Ha3、Ha4を記録しておく。また、Fa1〜Fa4の平均値Faを算出し、Faを接触子21aが測定した振れ量とし、Fa1〜Fa4の偏差をもとめ測定精度の妥当性を確認することも可能である。   However, the shake amount calculated from only Ya1 and Ya2 may cause a large error from the actual shake amount due to the influence of the measurement accuracy of the displacement meter 20, the contamination of the surface of the end mill 1, and the like. Since the four values Ya1 to Ya4 have already been calculated as the y-coordinates of the surface, in addition to the calculation of the shake amount by the combination of (Ya1, Ya2) described above, (Ya2, Ya3), (Ya3, Ya4) , (Ya4, Ya1) can detect the shake amount. When the shake amounts calculated by the above four combinations are Fa1, Fa2, Fa3, and Fa4, the arithmetic unit 30 records these values and the eccentricities Ha1, Ha2, Ha3, and Ha4 corresponding to these shake amounts. Keep it. It is also possible to calculate the average value Fa of Fa1 to Fa4, set Fa as the amount of shake measured by the contact 21a, and obtain the deviation of Fa1 to Fa4 to confirm the validity of the measurement accuracy.

同様にして、接触子21bが測定したエンドミル1の表面のy座標Jb1〜Jb4に基づいて、4個の振れ量Fb1〜Fb4、およびこれらの振れ量に対応する偏心Hb1〜Hb4を算出し、記録しておく。   Similarly, based on the y coordinates Jb1 to Jb4 of the surface of the end mill 1 measured by the contact 21b, four deflection amounts Fb1 to Fb4 and eccentricity Hb1 to Hb4 corresponding to these deflection amounts are calculated and recorded. Keep it.

次に、これらの振れ量の平均値FaおよびFbを用いて、真に評価が必要な加工位置近傍での振れ量を求める手法を、図5を用いて説明する。図5はエンドミル1をz軸方向から見た断面図である。図5において、エンドミル1の中心軸1xは、モータの回転軸3xに対して、偏心と偏角fをもってホルダ2に固定されている。また、接触子21aの測定値に基づき算出された偏心Ha(=Fa/2)は測定円周1aAにおける偏心であり、接触子21bの測定値に基づき算出された偏心Hb(=Fb/2)は測定円周1aBにおける偏心である。これらの偏心HaおよびHbは偏角fが存在しているために、真に評価が必要な加工位置近傍1bでの偏心Hcとは異なっているために、振れ量の評価をするためにはこのHcを算出する必要がある。ここで、Hc1を偏心Ha1およびHb1に基づいた加工位置近傍での偏心と、Mを測定円周1aAから加工位置近傍までの距離としたとき、Hc1は式(9)によって幾何学的に算出することが可能である。
Hc1=Ha1+(|Hb1−Ha1|/L)×(M/L)・・・(9)
同様に、Hc2〜Hc4を、それぞれHa2〜Ha4およびHb2〜Hb4に基づいた加工位置近傍での偏心とした場合には、Hc2〜Hc4は式(10)〜(12)によって算出される。
Hc2=Ha2+(|Hb2−Ha2|/L)×(M/L)・・・(10)
Hc3=Ha3+(|Hb3−Ha3|/L)×(M/L)・・・(11)
Hc4=Ha4+(|Hb4−Ha4|/L)×(M/L)・・・(12)
以上により算出したHc1〜Hc4の偏心の平均値を取ることにより、加工位置近傍の偏心Hcとする。さらに、Hcを2倍することにより加工位置近傍の振れ量Fcを得る事が可能となる(st301)。また、Hc1〜Hc4の標準偏差σも算出する。
Next, a method for obtaining the shake amount in the vicinity of the machining position that really needs to be evaluated using the average values Fa and Fb of these shake amounts will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a sectional view of the end mill 1 as viewed from the z-axis direction. In FIG. 5, the center axis 1x of the end mill 1 is fixed to the holder 2 with an eccentricity and an angle f with respect to the rotating shaft 3x of the motor. The eccentricity Ha (= Fa / 2) calculated based on the measured value of the contact 21a is the eccentricity at the measurement circumference 1aA, and the eccentricity Hb calculated based on the measured value of the contact 21b (= Fb / 2). Is the eccentricity at the measurement circumference 1aB. These eccentricities Ha and Hb are different from the eccentricity Hc in the vicinity of the machining position 1b that really needs to be evaluated because the deflection angle f exists, and this is necessary to evaluate the deflection amount. It is necessary to calculate Hc. Here, when Hc1 is the eccentricity in the vicinity of the machining position based on the eccentricity Ha1 and Hb1, and M is the distance from the measurement circumference 1aA to the vicinity of the machining position, Hc1 is geometrically calculated by the equation (9). It is possible.
Hc1 = Ha1 + (| Hb1-Ha1 | / L) × (M / L) (9)
Similarly, when Hc2 to Hc4 are eccentricity in the vicinity of the machining position based on Ha2 to Ha4 and Hb2 to Hb4, respectively, Hc2 to Hc4 are calculated by equations (10) to (12).
Hc2 = Ha2 + (| Hb2-Ha2 | / L) × (M / L) (10)
Hc3 = Ha3 + (| Hb3-Ha3 | / L) × (M / L) (11)
Hc4 = Ha4 + (| Hb4-Ha4 | / L) × (M / L) (12)
By taking the average value of the eccentricities of Hc1 to Hc4 calculated as described above, the eccentricity Hc near the machining position is obtained. Further, by doubling Hc, it is possible to obtain a deflection amount Fc near the machining position (st301). Further, the standard deviation σ of Hc1 to Hc4 is also calculated.

次に、測定対象(エンドミル等)の回転仕様として要求される振れ量Frおよびその信頼性(歩留まり等)を、上述のように算出した振れ量Fcおよび標準偏差σと比較することにより振れ量の評価を行い、振れ量評価結果信号を生成し、NC装置40へと送信する(st302)。NC装置40は、振れ量評価結果信号として、Fcやσが所定の値より大きいという情報を受信した場合には振れ量Fcの再測定を行ったり、エンドミル1を取り付け直したりする。また、振れ量評価結果信号として、Fcやσが所定の値より小さいという情報を受信した場合には加工実行許可の信号が送信されたものとみなし、エンドミル1の加工を開始する。以上のように、st301、st302を行うことにより振れ評価が完了する(st3)。   Next, the shake amount Fr required as the rotation specification of the measurement target (end mill, etc.) and its reliability (yield, etc.) are compared with the shake amount Fc and the standard deviation σ calculated as described above to determine the shake amount. Evaluation is performed, a shake amount evaluation result signal is generated, and transmitted to the NC device 40 (st302). When receiving information that Fc or σ is larger than a predetermined value as a shake amount evaluation result signal, the NC device 40 remeasures the shake amount Fc or reattaches the end mill 1. When information indicating that Fc or σ is smaller than a predetermined value is received as a shake amount evaluation result signal, it is considered that a processing execution permission signal has been transmitted, and processing of the end mill 1 is started. As described above, the shake evaluation is completed by performing st301 and st302 (st3).

このように、真に測定評価が必要な位置である加工位置近傍の振れ量を評価することが可能になるので、工具またはワーク等の部材の変形やホルダへの取り付け不良、ホルダのモータへの取り付け不良、モータの振れなどによる加工結果の不具合を高精度で確実に検出することができる。   In this way, since it becomes possible to evaluate the amount of deflection near the machining position, which is a position where measurement and evaluation are truly necessary, deformation of a member such as a tool or a workpiece, improper attachment to the holder, or attachment of the holder to the motor It is possible to reliably detect defects in processing results due to mounting failure, motor runout, etc. with high accuracy.

本実施の形態1においては、エンドミル1として円柱状の部材を用いた場合について説明したが、エンドミル1の形状はこれに限定されるものではなく、円錐状の部材であっても良く、さらに、回転体であれば本振れ量測定装置によって触れ量を測定することが可能である。   In Embodiment 1, the case where a cylindrical member is used as the end mill 1 has been described. However, the shape of the end mill 1 is not limited to this, and may be a conical member. In the case of a rotating body, the touch amount can be measured by the shake amount measuring device.

また、ホルダ2にはモータ3の回転角に対して2列の空隙部2aを設ける構成について説明したが、エンドミル1のホルダ2によって把持されていない部分で表面位置を検出するような構成にすれば、空隙部2aは必ずしも設ける必要は無い。   Further, the configuration in which the holder 2 is provided with the two rows of gaps 2a with respect to the rotation angle of the motor 3 has been described. However, the configuration is such that the surface position is detected at a portion not gripped by the holder 2 of the end mill 1. For example, the gap 2a is not necessarily provided.

また、変位計20は接触子を2個有する構成になっているが、接触子は1個のみであっても良い。この場合、1つの接触子でエンドミル1の表面位置のy座標を算出した後、変位計20をx軸方向に距離Lだけ移動させ再び表面位置のy座標を算出すればよい。   Moreover, although the displacement meter 20 is configured to have two contacts, only one contact may be provided. In this case, after calculating the y coordinate of the surface position of the end mill 1 with one contact, the displacement meter 20 may be moved by the distance L in the x-axis direction and the y coordinate of the surface position may be calculated again.

さらにまた、回転角度位置は0度、90度、180度、270度の4個を1組として、エンドミル1を360×1度回転させて振れ量を算出する方法について説明したが、エンドミル1を360×2度や360×3度のように複数回転させて、2組や3組の回転角度位置を用いてもよい。この場合、測定値のデータ量が多くなるので更なる測定精度の向上を図ることが可能となる。また、回転角度位置を90度刻みではなく、例えば、30度刻みとすることでも同様の効果を得ることが可能となる。   Furthermore, the method of calculating the amount of shake by rotating the end mill 1 360 × 1 degrees with the four rotation angle positions of 0 degrees, 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees as one set has been described. A plurality of rotation angle positions such as 360 × 2 degrees or 360 × 3 degrees may be used by using a plurality of rotation angle positions. In this case, since the data amount of the measurement value increases, it is possible to further improve the measurement accuracy. Also, the same effect can be obtained by setting the rotation angle position in increments of 30 degrees instead of in increments of 90 degrees.

さらに、本実施の形態1の振れ量算出装置においては、接触子21aと接触子21bの突き出し量が長さTだけ差を設けて設置されているために、エンドミル1の表面位置のy座標の測定値についてもTだけ差があることになる。これにより、測定値が接触子21aのものか、接触子21bのものかという対応が明確となり、測定ミス等の判断において、勘違い等のミスを減少させることが可能となる。尚、このTの長さは組立調整のし易さから、3または5mmが望ましい値であるが、このような値に限られるものではない。   Furthermore, in the deflection amount calculation apparatus of the first embodiment, the protruding amounts of the contactor 21a and the contactor 21b are installed with a difference of the length T, so that the y-coordinate of the surface position of the end mill 1 is set. There is also a difference in the measured values by T. As a result, the correspondence between the measured value of the contact 21a or the contact 21b is clarified, and mistakes such as misunderstandings can be reduced in determination of measurement errors. The length of T is preferably 3 or 5 mm for ease of assembly adjustment, but is not limited to such a value.

本実施の形態1における振れ量測定装置を示す図である。It is a figure which shows the shake amount measuring apparatus in this Embodiment 1. FIG. 本実施の形態1における振れ量測定装置の動作を示すフロー図である。FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the shake amount measuring apparatus in the first embodiment. 本実施の形態1においてエンドミルをx軸方向から見た図である。It is the figure which looked at the end mill in this Embodiment 1 from the x-axis direction. 本実施の形態1においてエンドミルの表面位置の軌跡を示す図である。It is a figure which shows the locus | trajectory of the surface position of an end mill in this Embodiment 1. FIG. 本実施の形態1においてエンドミルをy軸方向から見た図である。It is the figure which looked at the end mill in this Embodiment 1 from the y-axis direction.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンドミル、2 ホルダ、2a 空隙部、3 モータ、20 変位計、21a、b 接触子、30 演算装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 End mill, 2 Holder, 2a Gap part, 3 Motor, 20 Displacement meter, 21a, b Contact, 30 Arithmetic unit

Claims (5)

部材の一端部を把持するホルダ部と、
前記ホルダ部を回転させるモータ部と、
前記部材の表面位置を測定する第1の変位計と、
前記第1の変位計が測定する前記部材の表面位置から前記モータ部の回転軸方向に所定距離を隔てた位置の表面位置を測定する第2の変位計と、
前記モータ部が前記ホルダ部を所定角度回転させる前後での、前記第1の変位計および前記第2の変位計の測定結果に基づいて前記部材の他端部の回転時における振れ量を算出する演算装置と、
を有することを特徴とした振れ測定装置。
A holder for gripping one end of the member;
A motor unit for rotating the holder unit;
A first displacement meter for measuring a surface position of the member;
A second displacement meter that measures a surface position at a predetermined distance from a surface position of the member measured by the first displacement meter in a rotation axis direction of the motor unit;
Based on the measurement results of the first displacement meter and the second displacement meter before and after the motor portion rotates the holder portion by a predetermined angle, the amount of deflection during rotation of the other end portion of the member is calculated. An arithmetic unit;
A shake measuring device characterized by comprising:
前記ホルダは前記部材が把持される部分に空隙部を有し、
前記変位計は前記空隙部から露出した前記部材の表面位置を測定することを特徴とした請求項1に記載の振れ測定装置。
The holder has a gap in a portion where the member is gripped,
The shake measuring apparatus according to claim 1, wherein the displacement meter measures a surface position of the member exposed from the gap.
前記第1の変位計と前記第2の変位計とは異なる長さであり、プランジャタイプの接触式変位計であることを特徴とした請求項1または請求項2に記載の振れ測定装置。 3. The shake measuring device according to claim 1, wherein the first displacement meter and the second displacement meter have different lengths and are plunger-type contact displacement meters. 4. 前記モータ部が前記ホルダ部を回転させる前記所定角度は90度であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の振れ測定装置。 The shake measuring apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the predetermined angle by which the motor unit rotates the holder unit is 90 degrees. モータ部により回転運動するホルダ部に一端部が把持された部材の回転時における他端部の振れ量を測定する振れ量測定方法において、
前記ホルダに把持された前記部材における前記モータの回転軸方向に所定距離を隔てた2点の表面位置を測定する第1の表面位置測定ステップと、
前記モータ部により前記ホルダ部を所定角度回転させる回転ステップと、
前記回転ステップにより前記ホルダ部が所定角度回転された後の、前記ホルダに把持された前記部材における前記モータの回転軸方向に所定距離を隔てた2点の表面位置を測定する第2の表面位置測定ステップと、
前記第1の表面位置測定ステップおよび前記第2の表面位置測定ステップにおいて測定した表面位置に基づいて前記部材の他端部の回転時における振れ量を算出する振れ量算出ステップと、
を有することを特徴とする振れ量測定方法。
In the shake amount measuring method for measuring the shake amount of the other end portion during rotation of the member whose one end portion is held by the holder portion that rotates by the motor portion,
A first surface position measuring step of measuring surface positions of two points separated from each other by a predetermined distance in a rotation axis direction of the motor of the member held by the holder;
A rotation step of rotating the holder part by a predetermined angle by the motor part;
A second surface position for measuring the surface positions of two points separated by a predetermined distance in the rotation axis direction of the motor of the member held by the holder after the holder portion is rotated by a predetermined angle by the rotation step. Measuring steps;
A shake amount calculating step of calculating a shake amount during rotation of the other end of the member based on the surface position measured in the first surface position measuring step and the second surface position measuring step;
A method for measuring a shake amount, comprising:
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