JP2007265237A - ワーク補正装置及びワーク加工装置 - Google Patents
ワーク補正装置及びワーク加工装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007265237A JP2007265237A JP2006091836A JP2006091836A JP2007265237A JP 2007265237 A JP2007265237 A JP 2007265237A JP 2006091836 A JP2006091836 A JP 2006091836A JP 2006091836 A JP2006091836 A JP 2006091836A JP 2007265237 A JP2007265237 A JP 2007265237A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- workpiece
- imaging
- deviation
- machining
- area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
【課題】 本発明は、ワークの被加工部位の位置や角度のズレを自動的に補正するワーク補正装置及びワーク加工装置を提供する。
【解決手段】 ワークを保持する移動手段と、該移動手段に保持されるワークの被加工部位を撮影する撮影手段と、該撮影手段で撮影した画像をもとに、前記被加工部位の位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、を備えてなり、前記位置ズレに応じて前記移動手段を駆動することにより、前記位置ズレを補正することを特徴とする。
【選択図】 図2
【解決手段】 ワークを保持する移動手段と、該移動手段に保持されるワークの被加工部位を撮影する撮影手段と、該撮影手段で撮影した画像をもとに、前記被加工部位の位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、を備えてなり、前記位置ズレに応じて前記移動手段を駆動することにより、前記位置ズレを補正することを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
本発明は、ワークの被加工部位の位置や角度のズレを自動的に補正するワーク補正装置及びワーク加工装置に関する。
本願発明者は、ワークの切削穴の周縁部等に発生するエッジの除去を目的として、高速回転させながらワークのエッジに接触させて面取りする面取り工具を開発している(特許文献1参照)。かかる面取り工具による加工において、工具とエッジの接触が不十分な場合には、エッジが除去されず、工具とエッジが強干渉する場合には、工具が折損等することから、ワークの位置決め及び工具の位置設定は正確に行う必要がある。
特開2005−14194号公報
しかしながら、例えばワークに切削穴を形成する穴あけ加工装置が複数台あって、これらの穴あけ加工装置で形成される切削穴の位置に装置間でバラツキがある場合や、ワークが円筒形状であって位置決め固定時に周方向に回転するような場合には、面取り工具と切削穴の位置関係を適正に設定することは困難であり、その結果、エッジ除去が不十分であったり、工具をワークに強干渉させて折損させたりする等の不都合を招いていた。
本発明は、斯かる実情に鑑み、ワークの被加工部位の位置や角度のズレを自動的に補正するワーク補正装置及びワーク加工装置を提供するものである。
請求項1の発明は、ワークを保持する移動手段と、該移動手段に保持されるワークの被加工部位を撮影する撮影手段と、該撮影手段で撮影した画像をもとに、前記被加工部位の位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、を備えてなり、前記位置ズレに応じて前記移動手段を駆動することにより、前記位置ズレを補正することを特徴とするワーク補正装置を提供する。
請求項2の発明は、ワークを保持する移動手段と、該移動手段に保持されるワークの被加工部位を撮影する撮影エリアに配設される撮影手段と、該撮影手段で撮影した画像をもとに、前記被加工部位の位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、を備えてなり、
前記位置ズレ及び前記撮影エリアから前記被加工部位を加工するための加工エリアまでの所定の移動距離に応じて前記移動手段を駆動することにより、前記位置ズレを補正するとともに、ワークを前記撮影エリアから前記加工エリアへ移動することを特徴とするワーク補正装置を提供する。
前記位置ズレ及び前記撮影エリアから前記被加工部位を加工するための加工エリアまでの所定の移動距離に応じて前記移動手段を駆動することにより、前記位置ズレを補正するとともに、ワークを前記撮影エリアから前記加工エリアへ移動することを特徴とするワーク補正装置を提供する。
請求項3の発明は、ワークを保持する移動手段と、該移動手段に保持されるワークの姿勢を変更可能な姿勢変更手段と、前記移動手段に保持されるワークの被加工部位を撮影する撮影手段と、該撮影手段で撮影した画像をもとに、前記被加工部位の角度ズレを検出する角度ズレ検出手段と、を備えてなり、
前記角度ズレに応じて前記姿勢変更手段を駆動することにより、前記角度ズレを補正することを特徴とするワーク補正装置を提供する。
前記角度ズレに応じて前記姿勢変更手段を駆動することにより、前記角度ズレを補正することを特徴とするワーク補正装置を提供する。
請求項4の発明は、ワークを保持する移動手段と、該移動手段に保持されるワークの姿勢を変更可能な姿勢変更手段と、前記移動手段に保持されるワークの被加工部位を撮影する撮影エリアに配設される撮影手段と、該撮影手段で撮影した画像をもとに、前記被加工部位の角度ズレを検出する角度ズレ検出手段と、を備えてなり、
前記角度ズレに応じて前記姿勢変更手段を駆動することにより、前記角度ズレを補正するとともに、前記撮影エリアから前記被加工部位を加工するための加工エリアまでの所定の移動距離に応じて前記移動手段を駆動することにより、ワークを前記撮影エリアから前記加工エリアへ移動することを特徴とするワーク補正装置を提供する。
前記角度ズレに応じて前記姿勢変更手段を駆動することにより、前記角度ズレを補正するとともに、前記撮影エリアから前記被加工部位を加工するための加工エリアまでの所定の移動距離に応じて前記移動手段を駆動することにより、ワークを前記撮影エリアから前記加工エリアへ移動することを特徴とするワーク補正装置を提供する。
請求項5の発明は、ワークを保持する移動手段と、該移動手段に保持されるワークの姿勢を変更可能な姿勢変更手段と、前記移動手段に保持されるワークの被加工部位を撮影する撮影手段と、該撮影手段で撮影した画像をもとに、前記被加工部位の位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、該撮影手段で撮影した画像をもとに、前記被加工部位の角度ズレを検出する角度ズレ検出手段と、を備えてなり、
前記位置ズレ及び前記角度ズレに応じて前記移動手段及び前記姿勢変更手段を駆動することにより、前記位置ズレ及び前記角度ズレを補正することを特徴とするワーク補正装置を提供する。
前記位置ズレ及び前記角度ズレに応じて前記移動手段及び前記姿勢変更手段を駆動することにより、前記位置ズレ及び前記角度ズレを補正することを特徴とするワーク補正装置を提供する。
請求項6の発明は、ワークを保持する移動手段と、該移動手段に保持されるワークの姿勢を変更可能な姿勢変更手段と、前記移動手段に保持されるワークの被加工部位を撮影する撮影エリアに配設される撮影手段と、該撮影手段で撮影した画像をもとに、前記被加工部位の位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、該撮影手段で撮影した画像をもとに、前記被加工部位の角度ズレを検出する角度ズレ検出手段と、を備えてなり、
前記角度ズレに応じて前記姿勢変更手段を駆動することにより、前記角度ズレを補正するとともに、前記位置ズレ及び前記撮影エリアから前記被加工部位を加工するための加工エリアまでの所定の移動距離に応じて前記移動手段を駆動することにより、前記位置ズレを補正するとともに、ワークを前記撮影エリアから前記加工エリアへ移動することを特徴とするワーク補正装置を提供する。
前記角度ズレに応じて前記姿勢変更手段を駆動することにより、前記角度ズレを補正するとともに、前記位置ズレ及び前記撮影エリアから前記被加工部位を加工するための加工エリアまでの所定の移動距離に応じて前記移動手段を駆動することにより、前記位置ズレを補正するとともに、ワークを前記撮影エリアから前記加工エリアへ移動することを特徴とするワーク補正装置を提供する。
請求項7の発明は、前記位置ズレ及び/又は前記角度ズレの補正は、ワークの前記撮影エリアから前記加工エリアへの移動と同時に行われることを特徴とする請求項2、4又は6のいずれかに記載のワーク補正装置を提供する。
請求項8の発明は、請求項1乃至7のいずれかに記載のワーク補正装置と、前記被加工部位を加工する加工手段と、を備えることを特徴とするワーク加工装置を提供する。
請求項9の発明は、前記加工手段は、工具を回転駆動するとともに、該工具を前記被加工部位に対して進退させる主軸ヘッドを備えることを特徴とする請求項8に記載のワーク加工装置を提供する。
請求項10の発明は、前記移動手段は、前記加工手段により前記被加工部位の加工が行われている際に、前記被加工部位を前記加工手段と相対移動させるものであることを特徴とする請求項8又は9に記載のワーク加工装置を提供する。
請求項11の発明は、請求項8乃至10のいずれかに記載のワーク加工装置により、ワークを加工することを特徴とするワーク加工方法を提供する。
請求項1乃至7に記載のワーク補正装置によれば、以下の優れた効果を奏する。撮影画像に基づいて被加工部位の位置ズレや角度ズレを検出するので、測定工具をワークに接触させる必要が無くなり、被加工部位周辺の無用な傷付きを防止しながら高速処理を実現することができる。また、検出された位置ズレや角度ズレに応じて移動手段や姿勢変更手段を駆動して、当該位置ズレや角度ズレを自動的に補正できるので、ワークの被加工部位の位置や角度にバラツキがあっても、被加工部位を加工する加工手段との位置関係を容易に適正化することができる。
特に、請求項2、4又は6に記載のワーク補正装置によれば、以下の優れた効果を奏する。被加工部位を撮影する撮影エリアから所定距離を移動した加工エリアでワークを加工するので、ワークを加工する際に周囲に飛散する切削屑や切削液で撮影手段を汚す不都合を避けることができる。また、撮影エリアにはワークを加工する加工手段を設けないため、撮影手段を被加工部位の撮影に最も適した位置に配設することができる。さらに、請求項7に記載のワーク補正装置によれば、ワークを撮影エリアから加工エリアへ移動するときに合わせて位置ズレや角度ズレを補正するため、補正に伴う時間ロスを最小限にすることができる。
請求項8乃至10に記載のワーク加工装置によれば、請求項1乃至6のワーク補正装置と同様の優れた効果を奏する。特に、請求項10に記載のワーク加工装置によれば、加工手段による加工時に被加工部位と加工手段を相対移動させるための移動手段を利用するため、ワークの被加工部位を撮影エリアから加工エリアに移動させるための専用移動機構を設ける必要が無い。
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら説明する。
(ワークW)
図1において、(a)は、本実施形態に係るワーク加工装置1で加工するワークWの斜視図を示し、(b)は、(a)のA−Aに対応する断面図を示す。ワークWは、中空円筒形状体であって、その円筒面を貫通する、平面視の直径がRの交差穴(被加工部位)W1を備えており、その内側の周縁部に形成されるエッジがワーク加工装置1で面取り加工される。
図1において、(a)は、本実施形態に係るワーク加工装置1で加工するワークWの斜視図を示し、(b)は、(a)のA−Aに対応する断面図を示す。ワークWは、中空円筒形状体であって、その円筒面を貫通する、平面視の直径がRの交差穴(被加工部位)W1を備えており、その内側の周縁部に形成されるエッジがワーク加工装置1で面取り加工される。
(ワーク加工装置1)
図2は、本実施形態に係るワーク加工装置1であって、ワークWを保持して水平二軸方向(矢印X方向及びY方向)に移動させる移動手段としての直交二軸テーブル2と、直交二軸テーブル2に保持されるワークWの姿勢を変更可能な姿勢変更手段としてのワーク回転部3と、交差穴W1の面取り加工が行われる加工エリアP1において上下方向(矢印Z方向)に移動可能に設けられ、交差穴W1を加工する加工手段4と、加工エリアP1から水平方向(矢印Y方向)に所定距離Lを移動した撮影エリアP2の上方に配設されて、交差穴W1を撮影する撮影手段としてのカメラ5と、カメラ5で撮影した画像をもとに交差穴W1の位置ズレを検出する位置ズレ検出手段や角度ズレを検出する角度ズレ検出手段となる制御部6と、を備えてなる。
図2は、本実施形態に係るワーク加工装置1であって、ワークWを保持して水平二軸方向(矢印X方向及びY方向)に移動させる移動手段としての直交二軸テーブル2と、直交二軸テーブル2に保持されるワークWの姿勢を変更可能な姿勢変更手段としてのワーク回転部3と、交差穴W1の面取り加工が行われる加工エリアP1において上下方向(矢印Z方向)に移動可能に設けられ、交差穴W1を加工する加工手段4と、加工エリアP1から水平方向(矢印Y方向)に所定距離Lを移動した撮影エリアP2の上方に配設されて、交差穴W1を撮影する撮影手段としてのカメラ5と、カメラ5で撮影した画像をもとに交差穴W1の位置ズレを検出する位置ズレ検出手段や角度ズレを検出する角度ズレ検出手段となる制御部6と、を備えてなる。
(直交二軸テーブル2)
直交二軸テーブル2は、その水平二軸方向の動きを上記加工手段4の上下方向の動きに組み合わせることにより、保持したワークWの交差穴W1と後述する面取り工具Tとを接触させながら三次元方向に相対移動させることができるほか、ワークWを撮影エリアP2からY方向に所定距離L離れた加工エリアP1に移動し、その際に交差穴W1の位置ズレを補正することができる。直交二軸テーブル2は、基台11の上面に固定される下部レール21と、下部レール21で矢印X方向に摺動可能に支持される下部テーブル22と、下部テーブル22の上面に固定される上部レール23と、上部レール23で矢印Y方向に摺動可能に支持される上部テーブル24と、上部テーブル24の上面に設けられてワークWを保持する冶具25と、を備えてなる。
直交二軸テーブル2は、その水平二軸方向の動きを上記加工手段4の上下方向の動きに組み合わせることにより、保持したワークWの交差穴W1と後述する面取り工具Tとを接触させながら三次元方向に相対移動させることができるほか、ワークWを撮影エリアP2からY方向に所定距離L離れた加工エリアP1に移動し、その際に交差穴W1の位置ズレを補正することができる。直交二軸テーブル2は、基台11の上面に固定される下部レール21と、下部レール21で矢印X方向に摺動可能に支持される下部テーブル22と、下部テーブル22の上面に固定される上部レール23と、上部レール23で矢印Y方向に摺動可能に支持される上部テーブル24と、上部テーブル24の上面に設けられてワークWを保持する冶具25と、を備えてなる。
冶具25は、中空円筒形のワークWがセットされたときに芯出しして、その両端を自動的に保持し、面取り加工終了後に自動的に保持を解除して、ワークWを取出し可能とする。下部テーブル22の下面には、基台11に設けられる下部サーボモーター26で回転駆動されるボールネジB1(不図示)と螺合するナットN1(不図示)が取り付けられ、上部テーブル24の下面には、下部テーブル22に設けられる上部サーボモーター27で回転駆動されるボールネジB2と螺合するナットN2(不図示)が取り付けられており、これらが直交二軸テーブル2を水平二軸方向に移動させる駆動手段となる。下部サーボモーター26及び上部サーボモーター27は、制御部6から送信される制御信号により駆動制御される。
(ワーク回転部3)
ワーク回転部3は、ワークWを保持する冶具25に備えられており、保持されたワークWをその円周面方向に回転させてワークWの姿勢を変更することにより、交差穴W1の向き(角度)を変更することができる。そのため、ワーク回転部3には、ワーク回転用サーボモーター31(不図示)が内蔵されており、このワーク回転用サーボモーター31は、制御部6から送信される制御信号により駆動制御される。
ワーク回転部3は、ワークWを保持する冶具25に備えられており、保持されたワークWをその円周面方向に回転させてワークWの姿勢を変更することにより、交差穴W1の向き(角度)を変更することができる。そのため、ワーク回転部3には、ワーク回転用サーボモーター31(不図示)が内蔵されており、このワーク回転用サーボモーター31は、制御部6から送信される制御信号により駆動制御される。
(加工手段4)
加工手段4は、加工エリアP1の上方で、ワークWを面取り加工する面取り工具Tを保持する主軸ヘッド41と、面取り工具Tを回転駆動するための工具駆動モーター42と、を備えてなり、基台11に立設する架台12にレール体43を介して支持される。レール体43は、架台12に固定されており、上下方向に延びるレール溝43a、主軸ヘッド用サーボモーター44、及び主軸ヘッド用サーボモーター44で回転駆動されるボールネジB3を備えている。主軸ヘッド41は、その背面にスライダーS及びナットN3(ともに不図示)を備えており、スライダーSがレール溝43aに係合していることで上下摺動可能とされており、また、ナットN3がボールネジB3に螺合していることで上下方向に駆動される。したがって、主軸ヘッド41は、主軸ヘッド用サーボモーター44の回転駆動により、加工エリアP1にセットされたワークWに対して前進及び後退することができる。工具駆動モーター42及び主軸ヘッド用サーボモーター44は、制御部6から送信される制御信号により駆動制御される。
加工手段4は、加工エリアP1の上方で、ワークWを面取り加工する面取り工具Tを保持する主軸ヘッド41と、面取り工具Tを回転駆動するための工具駆動モーター42と、を備えてなり、基台11に立設する架台12にレール体43を介して支持される。レール体43は、架台12に固定されており、上下方向に延びるレール溝43a、主軸ヘッド用サーボモーター44、及び主軸ヘッド用サーボモーター44で回転駆動されるボールネジB3を備えている。主軸ヘッド41は、その背面にスライダーS及びナットN3(ともに不図示)を備えており、スライダーSがレール溝43aに係合していることで上下摺動可能とされており、また、ナットN3がボールネジB3に螺合していることで上下方向に駆動される。したがって、主軸ヘッド41は、主軸ヘッド用サーボモーター44の回転駆動により、加工エリアP1にセットされたワークWに対して前進及び後退することができる。工具駆動モーター42及び主軸ヘッド用サーボモーター44は、制御部6から送信される制御信号により駆動制御される。
(面取り工具T)
交差穴W1を面取り加工する面取り工具Tは、図3に示されるように、面取り工具Tを回転駆動する主軸ヘッド41に保持されるシャフト部T1と、シャフト部T1の先端に設けられる円錐台形状の切削部T2と、で形成される。切削部T2の円錘面には、面取り加工するための刃部が設けられている。面取り工具Tによる加工を行うときは、まず、主軸ヘッド用サーボモーター44を回転駆動し、加工エリアP1にセットされたワークWに対して主軸ヘッド41を前進させた後、上部サーボモーター27を回転駆動し、ワークWを水平方向に移動させることにより、図3(a)に示されるように、面取り工具Tを上方正面に向けられた交差穴W1に挿通させて、その周縁部に切削部T2を接触させる。
交差穴W1を面取り加工する面取り工具Tは、図3に示されるように、面取り工具Tを回転駆動する主軸ヘッド41に保持されるシャフト部T1と、シャフト部T1の先端に設けられる円錐台形状の切削部T2と、で形成される。切削部T2の円錘面には、面取り加工するための刃部が設けられている。面取り工具Tによる加工を行うときは、まず、主軸ヘッド用サーボモーター44を回転駆動し、加工エリアP1にセットされたワークWに対して主軸ヘッド41を前進させた後、上部サーボモーター27を回転駆動し、ワークWを水平方向に移動させることにより、図3(a)に示されるように、面取り工具Tを上方正面に向けられた交差穴W1に挿通させて、その周縁部に切削部T2を接触させる。
次に、工具駆動モーター42で面取り工具Tを回転駆動しながら、下部サーボモーター26、上部サーボモーター27及び主軸ヘッド用サーボモーター44で直交二軸テーブル2と加工手段4を駆動することにより、図3(b)及び(c)に示されるように、軸回りを回転する面取り工具TとワークWの接触を維持しつつ、これらを上下方向及び水平方向に相対移動させて、交差穴W1の面取り加工を全周に沿って行う。最後に、図3(a)と逆の動きで、面取り工具Tを交差穴W1から退避させて加工を終了することができる。しかしながら、交差穴W1がワークWに対して軸方向に位置ズレした位置で形成され、また、ワークWが冶具にセットされる際に回転して、図4(a)に示されるように、交差穴W1が適正な位置及び向き(一点鎖線で示すWt)からずれている場合には、図4(b)に示されるように、面取り工具TがワークWに衝突する等して面取り加工が適切に行えないため、撮影エリアP2においてカメラ5で交差穴W1を撮影することにより位置や角度(向き)のズレを検出して、直交二軸テーブル2やワーク回転部3により、そのズレに応じた補正を行うこととしている。
(カメラ5)
カメラ5は、加工エリアP1から水平方向(矢印Y方向)に所定距離Lを移動した撮影エリアP2の上方に配設されており、図5に示されるように撮影エリアP2にセットされたワークWの交差穴W1を上方正面から撮影する。これにより、交差穴W1を含む範囲を、図6(a)に点線で示されるフレームFで切り取るようにして、図6(b)に示されるような画像を取得する。取得した画像は制御部6に送信される。
カメラ5は、加工エリアP1から水平方向(矢印Y方向)に所定距離Lを移動した撮影エリアP2の上方に配設されており、図5に示されるように撮影エリアP2にセットされたワークWの交差穴W1を上方正面から撮影する。これにより、交差穴W1を含む範囲を、図6(a)に点線で示されるフレームFで切り取るようにして、図6(b)に示されるような画像を取得する。取得した画像は制御部6に送信される。
(制御部6)
制御部6は、位置ズレ検出手段として、図6(b)に示される画像をもとに、交差穴W1の位置ズレ量δL(図6(c))を検出し、また、角度ズレ検出手段として、カメラ5の撮影画像における交差穴HのX方向における寸法R1(図6(c))をもとに、ワークWの角度ズレ量、すなわち交差穴W1の本来のセット位置Wtからの角度ズレ量δφ(図6(d))を検出する。さらに、制御部6は、これらの位置ズレ及び角度ズレを補正するために必要な直交二軸テーブル2の移動量やワーク回転部3の回転角度を算出する。そして、制御部6から、直交二軸テーブル2やワーク回転部3に備えられるサーボモーター26,27,31へ位置ズレ及び角度ズレを補正する駆動制御信号を送信し、ワークWを撮影エリアP2から加工エリアP1へ移動させる際に補正を行わせる。
制御部6は、位置ズレ検出手段として、図6(b)に示される画像をもとに、交差穴W1の位置ズレ量δL(図6(c))を検出し、また、角度ズレ検出手段として、カメラ5の撮影画像における交差穴HのX方向における寸法R1(図6(c))をもとに、ワークWの角度ズレ量、すなわち交差穴W1の本来のセット位置Wtからの角度ズレ量δφ(図6(d))を検出する。さらに、制御部6は、これらの位置ズレ及び角度ズレを補正するために必要な直交二軸テーブル2の移動量やワーク回転部3の回転角度を算出する。そして、制御部6から、直交二軸テーブル2やワーク回転部3に備えられるサーボモーター26,27,31へ位置ズレ及び角度ズレを補正する駆動制御信号を送信し、ワークWを撮影エリアP2から加工エリアP1へ移動させる際に補正を行わせる。
(ワーク加工装置1による加工)
ワーク加工装置1によるワークWの交差穴W1の加工は、次のように行われる。まず、ワークWの加工開始前において、上部テーブル24は、図5に示される撮影エリアP2にあり、冶具25にワークWがセットされると、冶具25はワークWを芯出ししたうえで不意に動かないように固定する。ワークWが冶具25に固定されると、カメラ5が交差穴W1の上方正面から、交差穴W1及びその周囲を撮影する。制御部6では、カメラ5による撮影画像をもとに、交差穴W1の位置ズレ量及び角度ズレ量を検出して、これらを補正するために必要な直交二軸テーブル2の移動量やワークWの回転角度を算出し、直交二軸テーブル2やワーク回転部3にその位置ズレや角度ズレを補正するための駆動制御信号を送信する。
ワーク加工装置1によるワークWの交差穴W1の加工は、次のように行われる。まず、ワークWの加工開始前において、上部テーブル24は、図5に示される撮影エリアP2にあり、冶具25にワークWがセットされると、冶具25はワークWを芯出ししたうえで不意に動かないように固定する。ワークWが冶具25に固定されると、カメラ5が交差穴W1の上方正面から、交差穴W1及びその周囲を撮影する。制御部6では、カメラ5による撮影画像をもとに、交差穴W1の位置ズレ量及び角度ズレ量を検出して、これらを補正するために必要な直交二軸テーブル2の移動量やワークWの回転角度を算出し、直交二軸テーブル2やワーク回転部3にその位置ズレや角度ズレを補正するための駆動制御信号を送信する。
ここで、撮影エリアP2において、ワークWが交差穴W1の位置ズレ及び角度ズレを生じることなく保持されており、位置ズレ及び角度ズレが検出されない場合には、図7(a)に示されるように、ワークWを所定距離Lだけ移動させるだけで、交差穴W1は加工エリアP1において適正な位置及び角度に割り出し可能であるため、直交二軸テーブル2にY方向に所定距離Lだけ移動させるための制御信号のみを送信する。一方、撮影エリアP2において、交差穴W1に位置ズレδL及び角度ズレδφを生じている場合には、それを補正するために、図7(b)に示されるように位置ズレδL分を含んだ距離L+δLを移動させるとともに角度ズレに応じた角度δφを回転させるための制御信号を、直交二軸テーブル2及びワーク回転部3に送信する。
次に、直交二軸テーブル2及びワーク回転部3は、制御部6からの制御信号により、ワークWを加工エリアP1に移動させて、交差穴W1の位置及び角度(向き)を適正に割り出す。さらに、直交二軸テーブル2と加工手段4を駆動して、回転駆動される面取り工具TとワークWの接触を維持しながら、両者を上下方向及び水平方向に相対移動させて、交差穴W1の面取り加工を全周に沿って行う。最後に、加工手段4を駆動して面取り工具Tを交差穴W1から退避させた後で、直交二軸テーブル2を駆動してワークWを撮影エリアP2へ移動させて、冶具25による保持を解除する。そこで、加工を終了したワークWが取り外され、新しいワークWに交換されると、同様の加工処理が繰り返される。
(ワーク加工装置1の特徴点)
ワーク加工装置1は、上記のように構成されているため、以下のような特徴点を有する。
ワーク加工装置1は、上記のように構成されているため、以下のような特徴点を有する。
第一に、ワーク加工装置1は、カメラ5による撮影画像に基づいて、交差穴W1の位置ズレや角度ズレを検出するので、測定工具をワークWに接触させる必要が無く、交差穴W1やその周囲に無用な傷を付ける心配がなく、位置ズレ等の検出も短時間で済ませることができるという特徴点を有する。その結果、多数のワークを連続的に処理する工程に採用することが可能となる。
第二に、ワーク加工装置1は、検出した位置ズレ量δLや角度ズレ量δΦに応じて、直交二軸テーブル2やワーク回転部3を駆動することにより、位置ズレや角度ズレを自動的に補正するので、ワークWの交差穴W1の位置や角度にバラツキがあっても、加工手段4あるいは面取り工具Tとの位置関係を容易に適正化することができるという特徴点を有する。その結果、位置ズレや角度ズレの程度が異なるワークWを連続的に処理することができる。
第三に、ワーク加工装置1は、被加工部位である交差穴W1自体の位置ズレや角度ズレを検出して補正するので、ワークWに対する交差穴W1の形成位置及び角度のズレと、冶具25に対するワークWの保持位置及び角度のズレの両方に対応する補正を行うことができるという特徴点を有する。その結果、位置ズレ等の原因に関係なく、常に適切な補正を行うことができる。
第四に、ワーク加工装置1は、撮影エリアP2から所定距離Lを移動した加工エリアP1でワークWを加工するので、ワークWを面取り加工する際に周囲に飛散する切削屑や切削液によるカメラ5の汚れが防止されるという特徴点を有する。その結果、カメラレンズの汚れで検出不良を生じたり、それを防止するためにカメラ5を定期的に清掃したりすることによる稼動率の低下を避けることができる。
第五に、ワーク加工装置1は、加工エリアP1では、ワークWの上方に加工手段が設けられているが、撮影エリアP2には、加工手段が設けられていないため、交差穴W1の撮影に最も適したワークWの上方正面の位置、すなわち交差穴W1の位置ズレ量や角度ズレ量を検出し易い位置にカメラ5を配設できるという特徴点を有する。その結果、検出精度を向上させることができ、的確な補正を行うことができる。
第六に、ワーク加工装置1は、直交二軸テーブル2で位置ズレを補正し、ワークWを保持する上部テーブル24上に設けられたワーク回転部3で角度ズレを補正するため、ワークWの撮影エリアP2から加工エリアP1へ移動するときに合わせて補正を行うことができるという特徴点を有する。その結果、専ら補正を行わせるための時間を確保する必要がないという利点がある。
第七に、ワーク加工装置1は、ワークWを撮影エリアP2から加工エリアP1に移動させるために、面取り工具Tと交差穴W1の接触を保ちながら両者を相対移動させるための直交二軸テーブル2を利用しているという特徴点を有する。その結果、交差穴W1の位置を撮影エリアP2から加工エリアP1に移動させるための専用機構を設ける必要が無いという利点がある。
(上記実施形態の変形例)
上記実施形態に係るワーク加工装置1は、面取り工具Tで交差穴W1の周縁部の面取り加工を行うものであるが、これに限らず、本発明は、面取り加工以外の種々の加工処理に適用することができる。例えば、主軸ヘッド41に面取り工具に代えてタップを保持させ、交差穴W1にネジ切り加工を行わせるようにしても良い。加工手段4は、工具を回転駆動させる主軸ヘッド41を備えるものとしたが、工具を振動させるものや、高推力加圧させたりするものとし、それに応じて振動工具や打抜き工具を保持させるようにしても良い。また、本発明における「加工」及び「加工手段」は、切削等によりワーク自体を変形させるものに限らず、ワークに対して別部材を取り付けたり、ワークを検査したりするものであっても良い。さらに、本発明は、中空円筒形状体に限らず、あらゆる形状のワークを加工対象とし得るものであり、加工対象部位についても撮影により位置ズレや角度(向き)のズレが検出できる部位であれば、交差穴等に限らず、単にマーキングやボスが形成されている部位を対象とすることもできる。
上記実施形態に係るワーク加工装置1は、面取り工具Tで交差穴W1の周縁部の面取り加工を行うものであるが、これに限らず、本発明は、面取り加工以外の種々の加工処理に適用することができる。例えば、主軸ヘッド41に面取り工具に代えてタップを保持させ、交差穴W1にネジ切り加工を行わせるようにしても良い。加工手段4は、工具を回転駆動させる主軸ヘッド41を備えるものとしたが、工具を振動させるものや、高推力加圧させたりするものとし、それに応じて振動工具や打抜き工具を保持させるようにしても良い。また、本発明における「加工」及び「加工手段」は、切削等によりワーク自体を変形させるものに限らず、ワークに対して別部材を取り付けたり、ワークを検査したりするものであっても良い。さらに、本発明は、中空円筒形状体に限らず、あらゆる形状のワークを加工対象とし得るものであり、加工対象部位についても撮影により位置ズレや角度(向き)のズレが検出できる部位であれば、交差穴等に限らず、単にマーキングやボスが形成されている部位を対象とすることもできる。
上記実施形態に係るワーク加工装置1では、加工エリアP1と撮影エリアP2を所定距離L離れた異なる位置に設けたが、同一エリアに加工手段と撮影手段を設置して、ワークを撮影した後、ワークを移動させることなく引き続き加工することとしても良い。これにより、ワークWを撮影エリアP2から加工エリアP1移動させる時間ロスを無くせるため、加工処理時間をより一層短縮することができる。なお、ワークを加工エリアと撮影エリアの間で移動させる代わりに、ワークに対して撮影手段と加工手段を移動させるようにしても良い。
上記実施形態に係るワーク加工装置1は、面取り工具TとワークWを三次元方向で相対移動させることにより加工を行うため、ワークWを保持する移動手段として直交二軸テーブル2を採用しているが、加工手段側が直交二軸方向に移動するものである場合や、工具とワークを三次元方向に相対移動させる必要がない場合には、専ら撮影エリアP2と加工エリアP1の間でワークを移動させることができれば足りるため、一軸方向にのみ移動可能なテーブルや回転式テーブルを採用することとしても良い。
上記実施形態に係るワーク加工装置1は、ワークの所定部位の位置ズレ及び角度ズレを補正するものであったが、位置ズレのみ、あるいは角度ズレのみ補正するものとしても良い。なお、位置ズレのみを補正するものである場合には、角度ズレを補正するワーク回転部3を備える必要はなく、ワークを移動させる直交二軸テーブル2のみを備えるだけで良い。また、上記実施形態に係るワーク加工装置1では、ワークWが円筒形状であって冶具25により芯だしされるため、角度ズレは円周面方向においてのみ生じるものとして、ワーク回転部3は一つの軸回りのみで回転できることとしたが、角度ズレの発生状況によっては、ワークWを直交する2軸回りで回転するようにしても良い。さらに、上記実施形態に係るワーク加工装置1は、交差穴W1に位置ズレδLを生じている場合に、制御部6が、ワークWを加工エリアP1に移動させるための移動量Lと被加工部位の位置ズレを補正するために必要な移動量δLを合算したL+δLを移動させる制御信号を送信することとしたが、ワークを加工エリアP1に移動させるための制御信号と、位置ズレを補正するための制御信号を分けて送信することとしても良い。
上記実施形態では、加工手段4を備えるワーク加工装置1について説明したが、本発明は、加工手段4を備えず、保持したワークの被加工部位の位置ズレや角度ズレの補正のみを行うワーク補正装置に適用しても良い。かかる場合には、加工エリアP1に保持されるワークWを加工する加工装置を別途に設置し組み合わせて使用することができる。
その他、本発明のワーク補正装置及びワーク加工装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
1 ワーク加工装置
2 直交二軸テーブル(移動手段)
3 ワーク回転部(姿勢変更手段)
4 加工手段
5 カメラ(撮影手段)
6 制御部(位置ズレ検出手段、角度ズレ検出手段)
P1 加工エリア
P2 撮影エリア
W ワーク
W1 交差穴(被加工部位)
2 直交二軸テーブル(移動手段)
3 ワーク回転部(姿勢変更手段)
4 加工手段
5 カメラ(撮影手段)
6 制御部(位置ズレ検出手段、角度ズレ検出手段)
P1 加工エリア
P2 撮影エリア
W ワーク
W1 交差穴(被加工部位)
Claims (11)
- ワークを保持する移動手段と、
該移動手段に保持されるワークの被加工部位を撮影する撮影手段と、
該撮影手段で撮影した画像をもとに、前記被加工部位の位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、を備えてなり、
前記位置ズレに応じて前記移動手段を駆動することにより、前記位置ズレを補正することを特徴とするワーク補正装置。 - ワークを保持する移動手段と、
該移動手段に保持されるワークの被加工部位を撮影する撮影エリアに配設される撮影手段と、
該撮影手段で撮影した画像をもとに、前記被加工部位の位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、を備えてなり、
前記位置ズレ及び前記撮影エリアから前記被加工部位を加工するための加工エリアまでの所定の移動距離に応じて前記移動手段を駆動することにより、前記位置ズレを補正するとともに、ワークを前記撮影エリアから前記加工エリアへ移動することを特徴とするワーク補正装置。 - ワークを保持する移動手段と、
該移動手段に保持されるワークの姿勢を変更可能な姿勢変更手段と、
前記移動手段に保持されるワークの被加工部位を撮影する撮影手段と、
該撮影手段で撮影した画像をもとに、前記被加工部位の角度ズレを検出する角度ズレ検出手段と、を備えてなり、
前記角度ズレに応じて前記姿勢変更手段を駆動することにより、前記角度ズレを補正することを特徴とするワーク補正装置。 - ワークを保持する移動手段と、
該移動手段に保持されるワークの姿勢を変更可能な姿勢変更手段と、
前記移動手段に保持されるワークの被加工部位を撮影する撮影エリアに配設される撮影手段と、
該撮影手段で撮影した画像をもとに、前記被加工部位の角度ズレを検出する角度ズレ検出手段と、を備えてなり、
前記角度ズレに応じて前記姿勢変更手段を駆動することにより、前記角度ズレを補正するとともに、前記撮影エリアから前記被加工部位を加工するための加工エリアまでの所定の移動距離に応じて前記移動手段を駆動することにより、ワークを前記撮影エリアから前記加工エリアへ移動することを特徴とするワーク補正装置。 - ワークを保持する移動手段と、
該移動手段に保持されるワークの姿勢を変更可能な姿勢変更手段と、
前記移動手段に保持されるワークの被加工部位を撮影する撮影手段と、
該撮影手段で撮影した画像をもとに、前記被加工部位の位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、
該撮影手段で撮影した画像をもとに、前記被加工部位の角度ズレを検出する角度ズレ検出手段と、を備えてなり、
前記位置ズレ及び前記角度ズレに応じて前記移動手段及び前記姿勢変更手段を駆動することにより、前記位置ズレ及び前記角度ズレを補正することを特徴とするワーク補正装置。 - ワークを保持する移動手段と、
該移動手段に保持されるワークの姿勢を変更可能な姿勢変更手段と、
前記移動手段に保持されるワークの被加工部位を撮影する撮影エリアに配設される撮影手段と、
該撮影手段で撮影した画像をもとに、前記被加工部位の位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、
該撮影手段で撮影した画像をもとに、前記被加工部位の角度ズレを検出する角度ズレ検出手段と、を備えてなり、
前記角度ズレに応じて前記姿勢変更手段を駆動することにより、前記角度ズレを補正するとともに、前記位置ズレ及び前記撮影エリアから前記被加工部位を加工するための加工エリアまでの所定の移動距離に応じて前記移動手段を駆動することにより、前記位置ズレを補正するとともに、ワークを前記撮影エリアから前記加工エリアへ移動することを特徴とするワーク補正装置。 - 前記位置ズレ及び/又は前記角度ズレの補正は、ワークの前記撮影エリアから前記加工エリアへの移動と同時に行われることを特徴とする請求項2、4又は6のいずれかに記載のワーク補正装置。
- 請求項1乃至7のいずれかに記載のワーク補正装置と、
前記被加工部位を加工する加工手段と、を備えることを特徴とするワーク加工装置。 - 前記加工手段は、工具を回転駆動するとともに、該工具を前記被加工部位に対して進退させる主軸ヘッドを備えることを特徴とする請求項8に記載のワーク加工装置。
- 前記移動手段は、前記加工手段により前記被加工部位の加工が行われている際に、前記被加工部位を前記加工手段と相対移動させるものであることを特徴とする請求項8又は9に記載のワーク加工装置。
- 請求項8乃至10のいずれかに記載のワーク加工装置により、ワークを加工することを特徴とするワーク加工方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006091836A JP2007265237A (ja) | 2006-03-29 | 2006-03-29 | ワーク補正装置及びワーク加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006091836A JP2007265237A (ja) | 2006-03-29 | 2006-03-29 | ワーク補正装置及びワーク加工装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007265237A true JP2007265237A (ja) | 2007-10-11 |
Family
ID=38638136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006091836A Pending JP2007265237A (ja) | 2006-03-29 | 2006-03-29 | ワーク補正装置及びワーク加工装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007265237A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012093617A1 (ja) * | 2011-01-05 | 2012-07-12 | 三菱重工業株式会社 | 端部加工装置 |
CN102997786A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-03-27 | 无锡麦铁精密机械制造有限公司 | 一种交叉孔位置度检具 |
WO2014178355A1 (ja) * | 2013-04-30 | 2014-11-06 | シチズンホールディングス株式会社 | 面取加工方法 |
WO2016133162A1 (ja) * | 2015-02-18 | 2016-08-25 | 株式会社ジーベックテクノロジー | 軌道算出プログラム、加工装置、軌道算出方法、工具及び加工物品 |
JP2019093469A (ja) * | 2017-11-21 | 2019-06-20 | ファナック株式会社 | 工具寿命判定装置 |
CN110825026A (zh) * | 2018-08-07 | 2020-02-21 | 武汉鑫成旌实业有限公司 | 一种三维图像定位的数控车床及三维图像构建输出方法 |
CN111857044A (zh) * | 2019-04-26 | 2020-10-30 | 发那科株式会社 | 加工系统和加工方法 |
CN112097642A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-18 | 北京理工大学 | 一种三维十字交叉孔位置度检测仪器及检测方法 |
CN114111601A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-03-01 | 合肥工业大学智能制造技术研究院 | 一种利用线阵ccd技术检测装配孔位置偏移量的方法 |
-
2006
- 2006-03-29 JP JP2006091836A patent/JP2007265237A/ja active Pending
Cited By (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012139802A (ja) * | 2011-01-05 | 2012-07-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 端部加工装置 |
US9302333B2 (en) | 2011-01-05 | 2016-04-05 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | End portion processing apparatus |
WO2012093617A1 (ja) * | 2011-01-05 | 2012-07-12 | 三菱重工業株式会社 | 端部加工装置 |
CN102997786A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-03-27 | 无锡麦铁精密机械制造有限公司 | 一种交叉孔位置度检具 |
CN102997786B (zh) * | 2012-11-16 | 2016-12-21 | 无锡麦铁精密机械制造有限公司 | 一种交叉孔位置度检具 |
US9956624B2 (en) | 2013-04-30 | 2018-05-01 | Citizen Watch Co., Ltd. | Chamfer machining method |
WO2014178355A1 (ja) * | 2013-04-30 | 2014-11-06 | シチズンホールディングス株式会社 | 面取加工方法 |
KR20160002740A (ko) * | 2013-04-30 | 2016-01-08 | 시티즌 홀딩스 가부시키가이샤 | 면취 가공 방법 |
JPWO2014178355A1 (ja) * | 2013-04-30 | 2017-02-23 | シチズン時計株式会社 | 面取加工方法 |
KR102012913B1 (ko) | 2013-04-30 | 2019-08-22 | 시티즌 도케이 가부시키가이샤 | 면취 가공 방법 |
JP2018134731A (ja) * | 2013-04-30 | 2018-08-30 | シチズン時計株式会社 | 制御装置及び工作機械 |
WO2016133162A1 (ja) * | 2015-02-18 | 2016-08-25 | 株式会社ジーベックテクノロジー | 軌道算出プログラム、加工装置、軌道算出方法、工具及び加工物品 |
KR102445605B1 (ko) | 2015-02-18 | 2022-09-21 | 가부시키가이샤 지벡크 테크놀로지 | 궤도 산출 프로그램, 가공 장치, 궤도 산출 방법, 공구 및 가공물품 |
US10324448B2 (en) | 2015-02-18 | 2019-06-18 | Xebec Technology Co., Ltd. | Path calculation program, processing apparatus, path calculation method, tool, and processed article |
KR20170120626A (ko) * | 2015-02-18 | 2017-10-31 | 가부시키가이샤 지벡크 테크놀로지 | 궤도 산출 프로그램, 가공 장치, 궤도 산출 방법, 공구 및 가공물품 |
JPWO2016133162A1 (ja) * | 2015-02-18 | 2017-12-28 | 株式会社ジーベックテクノロジー | 軌道算出プログラム、加工装置、軌道算出方法、工具及び加工物品 |
JP2019093469A (ja) * | 2017-11-21 | 2019-06-20 | ファナック株式会社 | 工具寿命判定装置 |
US10705000B2 (en) | 2017-11-21 | 2020-07-07 | Fanuc Corporation | Tool-life determination device |
CN110825026A (zh) * | 2018-08-07 | 2020-02-21 | 武汉鑫成旌实业有限公司 | 一种三维图像定位的数控车床及三维图像构建输出方法 |
CN110825026B (zh) * | 2018-08-07 | 2023-02-28 | 武汉鑫成旌实业有限公司 | 一种三维图像定位的数控车床及三维图像构建输出方法 |
CN111857044A (zh) * | 2019-04-26 | 2020-10-30 | 发那科株式会社 | 加工系统和加工方法 |
US11602817B2 (en) | 2019-04-26 | 2023-03-14 | Fanuc Corporation | Machining system and machining method |
CN112097642B (zh) * | 2020-09-17 | 2021-06-15 | 北京理工大学 | 一种三维十字交叉孔位置度检测仪器及检测方法 |
CN112097642A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-18 | 北京理工大学 | 一种三维十字交叉孔位置度检测仪器及检测方法 |
CN114111601A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-03-01 | 合肥工业大学智能制造技术研究院 | 一种利用线阵ccd技术检测装配孔位置偏移量的方法 |
CN114111601B (zh) * | 2021-12-07 | 2024-01-30 | 合肥工业大学智能制造技术研究院 | 一种利用线阵ccd技术检测装配孔位置偏移量的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007265237A (ja) | ワーク補正装置及びワーク加工装置 | |
JP5595798B2 (ja) | 工作機械における工作物測定方法およびその装置 | |
TW201617166A (zh) | 機床的刀具校正值的自動設定裝置以及自動設定方法 | |
KR102091917B1 (ko) | 기어 기구의 조립 장치 및 조립 방법 | |
KR102510828B1 (ko) | 웨이퍼의 가공 방법 | |
JP6588704B2 (ja) | 工具刃先の検出方法及び装置並びに工具補正値の設定装置 | |
US20190134837A1 (en) | Cutting apparatus | |
JP2007088028A (ja) | 分割装置及びウェーハのアライメント方法 | |
CN107433493B (zh) | 工件加工方法、主轴角度校正装置和复合车床 | |
JP2018034232A (ja) | 流体噴射装置 | |
JP2010058239A (ja) | 加工方法 | |
JP6008487B2 (ja) | 工作機械 | |
JP4456455B2 (ja) | 旋盤における機械稼働部の衝突防止方法 | |
JP2009274177A (ja) | 切削装置 | |
JP2005311033A (ja) | 切削ブレードの位置ずれ検出方法 | |
JP6224462B2 (ja) | レーザー加工装置における加工送り機構の作動特性検出方法およびレーザー加工装置 | |
JP6313687B2 (ja) | 工作機械 | |
JP2012213814A (ja) | 自動ドリル先端加工機 | |
KR102440569B1 (ko) | 레이저 가공 장치 | |
JP6229883B2 (ja) | ダイシング装置及びその切削方法 | |
JP6999263B2 (ja) | 複数のボールネジの製造方法及び工作機械 | |
JP3660041B2 (ja) | レーザ加工機におけるワーク位置検出方法及び装置 | |
JP6642593B2 (ja) | 加工装置の補正方法および加工装置 | |
JP2017131909A (ja) | レーザ加工装置 | |
JP6218658B2 (ja) | レーザー加工方法 |