JP2010082738A - Method and apparatus for machining work - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トランスミッションケース等のワークを加工するための加工方法及び加工装置に関する。 The present invention relates to a processing method and a processing apparatus for processing a workpiece such as a transmission case.
従来、自動車のトランスミッションケース(以下、「ミッションケース」という。)等のワークは、多数の工程(例えば40工程)を経て加工されていた。ワークの加工は、工程毎に異なる場所で行われるため、1つの工程が終了する度に、次の工程が行われる場所へワークを搬送する必要がある。そのため、工程数が多いほど搬送時間が多くかかってしまう。この問題に鑑みて、近年、1つの工程において多くの加工を行い、工程数を大幅に削減する技術の開発が進められている。 Conventionally, a workpiece such as a transmission case (hereinafter referred to as “mission case”) of an automobile has been processed through a number of processes (for example, 40 processes). Since the workpiece is processed at a different place for each process, it is necessary to transport the work to a place where the next process is performed every time one process is completed. Therefore, the longer the number of steps, the longer the conveyance time. In view of this problem, in recent years, development of technology for performing many processes in one process and greatly reducing the number of processes has been advanced.
図9〜図11を参照しながら、少ない工程数でワークを加工する従来の方法の一例について説明する。 An example of a conventional method for machining a workpiece with a small number of steps will be described with reference to FIGS.
図9は、オートマチックトランスミッションのミッションケースのワーク102の一例を示す。ワーク102は2つの軸受用開口部106,108を有する。このワーク102について、所謂4チャック加工(4工程の加工)を行う場合について説明する。
FIG. 9 shows an example of a
1チャック目の加工には、例えば、図10に示すように2つの内張りクランプ130,132を備えた治具122が使用される。治具122にワーク102を取り付ける際、図11に示すように、ワーク102の2つの軸受用開口部106,108に治具122の内張りクランプ130,132を嵌め込み、複数の固定部材154〜156でワーク102を固定する。ただし、ワーク102の軸受用開口部106,108は、治具122にワーク102を取り付ける前に予め加工しておく。このようにして治具122にワーク102が固定された状態において、ワーク102の正面側部分が加工ツールにより加工される。1チャック目の加工においては、2つの軸受用開口部106,108にそれぞれ内張りクランプ130,132が嵌め込まれることで、ワーク102の位置ずれを確実に防止できるようにしてある。なお、治具の位置ずれに関しては、特許文献1において、治具の位置ずれを検出して、その位置ずれに応じて加工データを補正する技術が開示されている。
For the processing of the first chuck, for example, a
次の2チャック目の加工では、図10の治具122とは別の治具にワーク102を固定し、1チャック目の加工時に背面側に隠れていたワーク部分、具体的に、図9において正面側に表れる部分及び軸受用開口部106の周りのスプライン部110を加工する。
In the next processing of the second chuck, the
続く3チャック目の加工では、ワーク102を、図9に示す姿勢から90度倒した姿勢で更に別の治具に固定し、図9に示す姿勢において下面側に配置されたワーク部分を加工する。3チャック目の加工には、奥まった部分を加工するための長尺の加工ツールが用いられる。長尺の加工ツールは回転ぶれが生じやすいため、回転ぶれを抑制するための埋管を治具に取り付け、埋管の内部に挿通させた状態で加工ツールを使用する。
In the subsequent third chuck machining, the
最後の4チャック目の加工では、治具から埋管を取り外し、埋管との干渉により加工できなかったワーク部分を加工する。 In the last processing of the fourth chuck, the buried pipe is removed from the jig, and the workpiece portion that could not be machined due to interference with the buried pipe is machined.
上述の4チャック加工によれば僅か4つの工程で効率的にワークを加工することができるが、理論的に、ワーク加工の工程数は更に少なくすることが可能である。 According to the above-described 4-chuck machining, a workpiece can be efficiently machined in only four steps, but theoretically, the number of workpiece machining steps can be further reduced.
例えば、上述の4チャック加工の1チャック目と2チャック目の工程を1つの工程に集約し、3チャック目と4チャック目の工程を1つの工程に集約することで、所謂2チャック加工(2工程の加工)を行うようにすれば、一層効率的にワークを加工することができる。 For example, by integrating the processes of the first chuck and the second chuck of the above-described four chuck processing into one process and consolidating the processes of the third chuck and the fourth chuck into one process, so-called two chuck processing (2 If the process is performed), the workpiece can be processed more efficiently.
3チャック目と4チャック目の工程の集約は、3チャック目の加工において埋管の使用を省略することができれば実現できる。具体的には、例えば加工ツールの回転数を調整することなどにより加工ツールの回転ぶれを抑制することで、埋管の使用を省略することができる。 The integration of the third chuck and the fourth chuck can be realized if the use of the buried tube can be omitted in the processing of the third chuck. Specifically, for example, the use of the buried tube can be omitted by suppressing the rotational shake of the processing tool by adjusting the rotational speed of the processing tool.
一方、1チャック目と2チャック目の工程の集約は、図9におけるワークの正面側部分と背面側部分を同時に加工できれば実現できる。具体的には、図12に示すように正面側から背面側へ貫通する開口部230を有する治具220を使用し、ワーク102を開口部230の内側に収めた状態で治具220に固定することで、ワーク102の正面側部分と背面側部分とを同時に加工することができる。
On the other hand, the integration of the processes of the first chuck and the second chuck can be realized if the front side portion and the back side portion of the workpiece in FIG. 9 can be processed simultaneously. Specifically, as shown in FIG. 12, a
図9に示すワーク102を図12に示す治具220に取り付ける際、ワーク102の周縁部に設けられた例えば3箇所の素材基準面(ワークの各部の寸法を決定する際の基準の面)を、治具220の開口部230周縁に固定部材254〜256を介して固定する。
When attaching the
しかし、このように治具220に固定されたワーク102は、治具220の取付け面に平行な方向に回転ずれした状態になりやすく、図11に示すように内張りクランプ130,132を備えた治具122に固定する場合に比べると、治具に対するワーク102の位置決め精度が悪くなる傾向がある。そのため、ワーク102の加工精度が悪化する懸念がある。
However, the
そこで、本発明は、治具に対してワークを厳密に位置決めしなくても、ワークを精度よく加工することができるワークの加工方法および加工装置を提供することを、基本的な目的とする。 Therefore, a basic object of the present invention is to provide a workpiece machining method and a machining apparatus that can machine a workpiece with high accuracy without strictly positioning the workpiece with respect to a jig.
上記課題を解決するため、本願の第1の発明に係るワークの加工方法は、
ワークを所定の姿勢で治具に固定した状態で、所定の加工データに基づき前記ワークを加工するワークの加工方法であって、
前記ワークが前記治具に固定された状態において、所定の傾き基準点を中心とした所定の回転方向への前記ワークの傾きを検出する傾き検出ステップと、
前記傾きに基づき前記加工データを補正する傾き補正ステップと、
補正後の前記加工データに基づき前記ワークを加工する加工ステップと、を有することを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, a workpiece processing method according to the first invention of the present application includes:
A workpiece processing method for processing the workpiece based on predetermined processing data in a state where the workpiece is fixed to a jig in a predetermined posture,
In a state where the workpiece is fixed to the jig, an inclination detection step of detecting an inclination of the workpiece in a predetermined rotation direction around a predetermined inclination reference point;
An inclination correction step for correcting the processing data based on the inclination;
A machining step for machining the workpiece based on the machining data after correction.
本願の第2の発明に係るワークの加工方法は、第1の発明において、
前記ワークを第1の姿勢で治具に固定し、前記ワークの一部を加工する第1加工ステップと、
第1加工ステップの治具とは別の治具に、第1の姿勢と異なる第2の姿勢で前記ワークを固定し、前記ワークの残りの部分を加工する第2加工ステップと、を有し、
第1加工ステップ又は第2加工ステップの少なくとも一方が、前記傾き検出ステップと前記データ補正ステップと前記加工ステップとを含むことを特徴とする。
The workpiece processing method according to the second invention of the present application is the first invention,
A first machining step of fixing the workpiece to a jig in a first posture and machining a part of the workpiece;
A second machining step for fixing the workpiece in a second posture different from the first posture to a jig different from the jig in the first machining step and machining the remaining portion of the workpiece; ,
At least one of the first processing step or the second processing step includes the tilt detection step, the data correction step, and the processing step.
本願の第3の発明に係るワークの加工方法は、第1または第2の発明において、
前記ワークは、前記ワークの各部の寸法を決定する際の基準の面となる素材基準面を備え、
前記傾き検出ステップにおいて、前記素材基準面が所定の固定部材を介して前記治具に固定された状態で、前記傾きを検出することを特徴とする。
The workpiece processing method according to the third invention of the present application is the first or second invention,
The workpiece includes a material reference surface that serves as a reference surface when determining the dimensions of each part of the workpiece,
In the inclination detection step, the inclination is detected in a state where the material reference surface is fixed to the jig via a predetermined fixing member.
本願の第4の発明に係るワークの加工方法は、第1〜第3の発明において、
前記ワークは、第1の軸受用開口部と第2の軸受用開口部を備え、
前記傾き検出ステップにおいて、第1の軸受用開口部の中心を前記傾き基準点とし、該傾き基準点と第2の軸受用開口部との位置関係に基づき、前記傾きを検出することを特徴とする。
The work processing method according to the fourth invention of the present application is the first to third inventions,
The workpiece includes a first bearing opening and a second bearing opening,
The inclination detecting step uses the center of the first bearing opening as the inclination reference point, and detects the inclination based on a positional relationship between the inclination reference point and the second bearing opening. To do.
本願の第5の発明に係るワークの加工方法は、第1〜第4の発明において、
前記ワークが前記治具に固定された状態において、前記ワーク上の所定の位置ずれ基準点について、x軸方向、y軸方向及びz軸方向のうち少なくとも1つの方向の位置ずれを検出する位置ずれ検出ステップと、
該位置ずれ検出ステップで検出された前記位置ずれに基づき前記加工データを補正する位置ずれ補正ステップと、をさらに有することを特徴とする。
The work processing method according to the fifth invention of the present application is the first to fourth inventions,
A positional deviation for detecting a positional deviation in at least one of the x-axis direction, the y-axis direction and the z-axis direction with respect to a predetermined positional deviation reference point on the workpiece in a state where the workpiece is fixed to the jig. A detection step;
It further includes a position deviation correction step for correcting the machining data based on the position deviation detected in the position deviation detection step.
なお、第5の発明に係る前記位置ずれ基準点は、第1の発明に係る前記傾き基準点と同じであってもよいし、異なっていてもよい。 The positional deviation reference point according to the fifth invention may be the same as or different from the inclination reference point according to the first invention.
本願の第6の発明に係るワークの加工装置は、
ワークが所定の姿勢で固定される治具と、
該治具に固定されたワークを加工する加工手段と、
所定の加工データを記憶する記憶部と、
前記加工データに基づき前記ワークを加工するように前記加工手段を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記ワークが前記治具に固定された状態において、所定の傾き基準点を中心とした所定の回転方向への前記ワークの傾きを検出する傾き検出部と、
前記傾き検出部により検出された前記傾きに基づき前記加工データを補正する加工データ補正部と、
前記加工データ補正部により補正された加工データに基づき前記ワークを加工するように前記加工手段を制御する加工制御部と、を備えていることを特徴とする。
A workpiece processing apparatus according to a sixth invention of the present application is:
A jig for fixing the workpiece in a predetermined posture;
Processing means for processing the workpiece fixed to the jig;
A storage unit for storing predetermined machining data;
A control unit for controlling the machining means so as to machine the workpiece based on the machining data,
The controller is
In a state where the workpiece is fixed to the jig, an inclination detection unit that detects an inclination of the workpiece in a predetermined rotation direction around a predetermined inclination reference point;
A machining data correction unit for correcting the machining data based on the inclination detected by the inclination detection unit;
A machining control unit for controlling the machining means so as to machine the workpiece based on the machining data corrected by the machining data correction unit.
本願の第7の発明に係るワークの加工装置は、第6の発明において、
前記治具に固定されたワークの所定部分の位置を検出する位置検出手段をさらに備え、
前記制御部は、前記位置検出手段により検出された前記傾き基準点の位置と該傾き基準点とは別の所定部分の位置との関係に基づき、前記傾きを検出することを特徴とする。
A workpiece processing apparatus according to a seventh invention of the present application is the sixth invention,
Further comprising position detecting means for detecting the position of a predetermined portion of the workpiece fixed to the jig,
The control unit detects the inclination based on a relationship between a position of the inclination reference point detected by the position detection unit and a position of a predetermined portion different from the inclination reference point.
本願の第1の発明に係るワークの加工方法によれば、所定の傾き基準点を中心とした所定の回転方向へのワークの傾きが検出され、該傾きに基づき補正された加工データに基づいてワークが加工されるため、治具に対してワークが回転ずれしている場合であっても、ワークを精度よく加工することができる。そのため、本発明によれば、位置決め精度を確保するために行われる位置決め前のワークの加工を省略でき、これにより、ワーク加工の効率を高めることができる。 According to the workpiece machining method according to the first invention of the present application, the workpiece inclination in the predetermined rotation direction around the predetermined inclination reference point is detected, and based on the machining data corrected based on the inclination. Since the workpiece is processed, the workpiece can be processed with high accuracy even when the workpiece is rotationally displaced with respect to the jig. Therefore, according to the present invention, it is possible to omit the processing of the workpiece before positioning performed in order to ensure the positioning accuracy, thereby increasing the efficiency of the workpiece processing.
本願の第2の発明によれば、上述のようなワークの傾きに応じた加工が、所謂2チャック加工の第1加工ステップ(1チャック目)又は第2加工ステップ(2チャック目)の少なくとも一方に適用されるため、良好な加工精度を確保しつつ、僅か2つの工程により効率的にワークを加工することができる。 According to the second invention of the present application, the processing according to the tilt of the workpiece as described above is at least one of a first processing step (first chuck) or a second processing step (second chuck) of so-called two chuck processing. Therefore, the workpiece can be efficiently processed by only two steps while ensuring good processing accuracy.
本願の第3の発明によれば、ワークの素材基準面が治具に固定された状態でワークの傾きが検出されるため、検出された傾きに応じた加工データの補正、及び補正後の加工データに基づくワークの加工をより正確に行うことができ、ワークの加工精度を一層高めることができる。 According to the third invention of the present application, since the workpiece inclination is detected with the workpiece reference plane fixed to the jig, the machining data is corrected according to the detected inclination, and the machining after the correction is performed. The workpiece can be machined more accurately based on the data, and the workpiece machining accuracy can be further increased.
本願の第4の発明によれば、第1の軸受用開口部の中心からなる傾き基準点と、第2の軸受用開口部との位置関係に基づき、ワークの傾きを容易に検出することができる。 According to the fourth invention of the present application, it is possible to easily detect the inclination of the workpiece based on the positional relationship between the inclination reference point formed from the center of the first bearing opening and the second bearing opening. it can.
本願の第5の発明によれば、ワークの傾きの検出に加えて、ワーク上の位置ずれ基準点についてのx軸方向、y軸方向及びz軸方向のうち少なくとも1つの方向の位置ずれの検出も行われ、これらの検出結果に基づき加工データが補正されるため、ワークの加工精度を一層高めることができる。 According to the fifth invention of the present application, in addition to the detection of the tilt of the work, the detection of the position shift in at least one of the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction with respect to the position shift reference point on the work. Since the machining data is corrected based on these detection results, the machining accuracy of the workpiece can be further improved.
本願の第6の発明に係るワークの加工装置によれば、所定の傾き基準点を中心とした所定の回転方向へのワークの傾きが検出され、該傾きに基づき補正された加工データに基づいてワークが加工されるため、治具に対してワークが回転ずれしている場合であっても、ワークを精度よく加工することができる。そのため、本発明によれば、位置決め精度を確保するために行われる位置決め前のワークの加工を省略でき、これにより、ワーク加工の効率を高めることができる。 According to the workpiece machining apparatus of the sixth invention of the present application, the workpiece inclination in the predetermined rotation direction around the predetermined inclination reference point is detected, and based on the machining data corrected based on the inclination. Since the workpiece is processed, the workpiece can be processed with high accuracy even when the workpiece is rotationally displaced with respect to the jig. Therefore, according to the present invention, it is possible to omit the processing of the workpiece before positioning performed in order to ensure the positioning accuracy, thereby increasing the efficiency of the workpiece processing.
本願の第7の発明によれば、位置検出手段により検出された傾き基準点の位置と該傾き基準点とは別の所定部分の位置との関係に基づき、ワークの傾きを容易に検出することができる。 According to the seventh invention of the present application, it is possible to easily detect the tilt of the workpiece based on the relationship between the position of the tilt reference point detected by the position detecting means and the position of a predetermined portion different from the tilt reference point. Can do.
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1に示すように、本発明の一実施形態に係るワークの加工装置20は、例えば、オートマチックトランスミッションのミッションケースのワーク2を加工するために使用される。
As shown in FIG. 1, a
ワーク2は、例えばアルミニウムからなるが、ワーク2の素材は特に限定されるものではない。ワーク2の図中左上端部には、ワーク2上の各部寸法設計の原点となる基準穴16が形成されている。図1における背面側に表れるワーク2部分の例えば3箇所には、ワーク2の各部の寸法を決定する際の基準の面となる素材基準面4が設けられている(図2参照)。ワーク2は、素材基準面4に略直角な方向に延びるシャフトを受けるための第1の軸受用開口部6及び第2の軸受用開口部8を備えている。第1及び第2の軸受用開口部6,8は例えば円形に形成されている。第1の軸受用開口部6は、凹状のスプライン部10の底部11に設けられている。スプライン部10の底部11及びスプライン部10の外縁部12は、第1の軸受用開口部6と同心円の形状を有する。
The
加工装置20は、ワーク2が所定の姿勢で固定される治具22を備えている。治具22は、ベース部24と、ベース部24から垂直に立ち上がる板状のワーク取付部28とを備えている。ベース部24には複数の車輪26が取り付けられており、車輪26を転動させることで治具22を容易に移動できるようにしてある。
The
ワーク取付部28の中央部には、ワーク取付部28の正面側から背面側へ貫通する開口部30が形成されている。ワーク取付部28に対して、ワーク2は、素材基準面4がワーク取付部28の正面側の表面に略平行となるように且つワーク2の大部分がワーク取付部28の開口部30に収まるように配置された状態で取り付けられる。ワーク取付部28に取り付けられたワーク2は、後述の加工ツール60により治具22の正面側から加工される。
An
ワーク取付部28は、鉛直方向に延びる回転軸Y(図4参照)を中心として回転可能に設けられている。よって、回転軸Yを中心としてワーク取付部28を180度回転させることで、治具22の背面側に配置されていたワーク部分を正面側に配置させることができ、当該ワーク部分も、上記と同様に加工ツール60により加工することができる。ワーク取付部28の例えば図中左上端部には、回転軸Yの位置を検出するために用いられる検出用穴52が設けられている。回転軸Yの位置を検出する方法については後に説明する。
The
ワーク取付部28の開口部30の周縁部には、ワーク2をワーク取付部28に固定するための例えば3つの固定部材54〜56が、互いに間隔を空けて設けられている。固定部材54〜56は、ワーク取付部28に固定された固定プレート40〜42と、固定プレート40〜42に枢着された回動部材44〜46と、固定プレート40〜42に対して回動部材44〜46を締結する締結部材48〜50とを備えている。また、ワーク2の素材基準面4を支持する支持プレート57,58が、固定部材54,56に対応して設けられている。
For example, three fixing
ワーク取付部28における開口部30の下縁部には、ワーク2を下側から支持する複数の支持部材32,34,36が設けられている。支持部材32,34,36は、例えば、ワーク取付部28から正面側へ突設された棒状の部材からなる。さらに、開口部30の側縁部には、ワーク2の側方部をワーク取付部28に固定するための固定部材38が設けられている。
A plurality of
治具22にワーク2を取り付ける際は、支持部材32,34,36の上にワーク2を載置し、ワーク2の素材基準面4を、開口部30の図中左側縁部と支持プレート57,58に押し当てる。続いて、回動部材44〜46を回動させて、回動部材44〜46の先端をワーク2の素材基準面4の裏面に押し当て、締結部材48〜50を締め付けることで回動部材44〜46を固定する。これにより、ワーク2の図中上端部が回動部材44と支持プレート57とにより挟持され、ワーク2の図中左下端部が回動部材45と開口部30の図中左側縁部とにより挟持され、ワーク2の図中右下端部が回動部材46と支持プレート58とにより挟持される。さらに、ワーク2の図中右側側方部を固定部材38により固定する。このような手順により、ワーク2は、ワーク取付部28に対して所定の位置に固定されるが、従来のように内張りクランプを用いてワークを位置決めする場合に比べて、ワーク2が位置ずれしやすい傾向がある。そのため、本発明では、後述のようにワーク2の位置ずれに対応して加工データが補正され、補正後の加工データに基づきワーク2が加工される。
When the
図3に示すように、加工装置20はまた、治具22に固定されたワーク2を加工する加工手段としての加工ツール60と、治具22に固定されたワーク2の所定部分の位置を検出する位置検出手段としてのタッチセンサ62と、治具22に対するワーク2の取付け状態の異常を報知する報知器64とを備えている。これらの加工ツール60、タッチセンサ62、及び報知器64の各種動作は、後述の制御部70により制御される。
As shown in FIG. 3, the
なお、本発明において、位置検出手段としては、タッチセンサ62以外の種々の検出装置を使用することができ、例えば、画像センサを使用してもよい。また、本発明において、報知器64の種類は限定されないが、例えば、表示により異常を報知するタイプの報知器、音声により異常を報知するタイプの報知器、又は表示と音声の両者によって異常を報知するタイプの報知器が用いられる。
In the present invention, as the position detection means, various detection devices other than the
加工装置20はさらに、所定の加工データを記憶する記憶部90と、加工装置20の種々の動作を制御する制御部70とを備えている。記憶部90には、加工プログラム及びワーク2の設計寸法等の種々のデータが記憶されている。制御部70は、タッチセンサ62により検出された位置の座標を検出する座標検出部72と、治具22に対するワーク2の取付け状態の異常などといった加工時の異常を検知する異常検知部74と、異常検知部74により検知された異常を報知する異常報知部76と、記憶部90に記憶された加工データを適宜補正する加工データ補正部78と、ワーク2が治具22に固定された状態において後述の傾き基準点Pを中心とした回転方向a(図8参照)へのワーク2の傾きを検出する傾き検出部80と、加工データに基づきワーク2を加工するように加工ツール60の動作を制御する加工制御部82と、を備えている。
The
本実施形態において、ワーク2は所謂2チャック加工により加工され、加工装置20は、2チャック加工における1チャック目の加工に使用される。ここでいう2チャック加工とは、第1の姿勢で治具に固定されたワークの一部を加工する1チャック目の加工(第1の加工ステップ)と、第2の姿勢で別の治具に固定されたワークの残りの部分を加工する2チャック目の加工(第2の加工ステップ)とからなる加工を指す。
In this embodiment, the
加工装置20は、加工ラインにおいて複数並べて設置することが好ましく、これにより、複数のワーク2の1チャック目の加工を並行して行うことができる。なお、ワーク2の2チャック目の加工には、加工装置20とは別の加工装置が使用される。また、2チャック目の加工用の加工装置も加工ラインにおいて複数並べて設置することが好ましく、これにより、複数のワーク2の2チャック目の加工を並行して行うことができる。
A plurality of
加工装置20が加工ラインに設置されるとき、加工装置20の初期設定としてワーク取付部28の回転軸Yの位置が測定される。予め回転軸Yの位置を測定しておく理由は後述する。
When the
図4を参照しながら、ワーク取付部28の回転軸Yの位置を測定する方法について説明する。
A method of measuring the position of the rotation axis Y of the
加工装置20による位置検出に用いられる座標系は、マシン原点Oを基準とするx軸座標、y軸座標及びz軸座標を有する。加工装置20の座標系において、x軸は、マシン原点Oを通り図4の左右方向に延びる軸であり、y軸は、マシン原点Oを通り図4の上下方向に延びる軸であり、z軸は、マシン原点Oを通り図4の奥行き方向に延びる軸である。
The coordinate system used for position detection by the
加工装置20の初期設定として回転軸Yの位置を測定しておく理由について説明する。先ず、回転軸Yは、y軸方向に平行に延びるようにして配置されている。そのため、回転軸Yを中心としてワーク取付部28を反転させたとき、ワーク取付部28に取り付けられたワーク2の各部のy軸座標は変化しない。これに対して、ワーク2の各部のx軸座標およびz軸座標は、回転軸Yに関して線対称に移動する。そのため、ワーク取付部28の反転後におけるワーク2の各部のx軸座標とz軸座標を算出するためには、回転軸Yの位置、具体的には回転軸Yのx軸座標を測定しておく必要がある。逆に言えば、加工装置20の初期設定として回転軸Yのx軸座標を測定しておくことで、ワーク取付部28の反転前に検出されたワーク2の各部の座標に基づき、ワーク取付部28の反転後におけるワーク2の各部の座標を算出することができる。よって、ワーク取付部28の反転後にワーク2の各部の位置を検出する手間を省くことができる。
The reason why the position of the rotation axis Y is measured as an initial setting of the
回転軸Yの位置は、図4(a)に示す状態における検出用穴52の位置と、図4(b)に示す状態における検出用穴52の位置とに基づき測定される。具体的に説明すると、先ず、図4(a)に示すように治具22の正面側から見て検出用穴52が左寄りに配置された状態で、検出用穴52の座標(x1,y1)がタッチセンサ62により検出される。続いて、ワーク取付部28が回転軸Yを中心として180度回転し、図4(b)に示すように治具22の正面側から見て検出用穴52が右寄りに配置される状態となった後、検出用穴52の座標(x2,y1)が同様に検出される。回転軸Yは、図4(a)に示す状態の検出用穴52の位置と図4(b)に示す状態の検出用穴52の位置との中点を通るため、回転軸Yのx軸座標は(x1+x2)/2となる。
The position of the rotation axis Y is measured based on the position of the
以下、図5〜図8を参照しながら、加工装置20を用いて、治具22に固定されたワーク2を加工する手順について説明する。
Hereinafter, the procedure for processing the
図5は、制御部70により行われる加工装置20の制御の処理の流れを示す。
FIG. 5 shows a flow of control processing of the
図5に示すように、先ず、ステップS1において、タッチセンサ62への切り粉の付着の有無が検知される。具体的には、例えば、治具22に設けられた図示しないマスターリングの内径が、タッチセンサ62により測定される。タッチセンサ62のプローブの先端に切り粉が付着している場合、マスターリングの内径が正確に測定されない。そのため、マスターリングの内径の測定値の異常が検知されることにより、タッチセンサ62の先端に切り粉が付着していると検知される。
As shown in FIG. 5, first, in step S <b> 1, presence / absence of chip adhesion to the
次のステップS2では、ステップS1の測定結果に基づき、タッチセンサ62への切り粉の付着の有無が判断される。具体的には、例えば、ステップS1で得られた測定値と、切り粉が付着していない状態のタッチセンサ62により事前に測定された上記マスターリングの内径との差が、誤差の範囲内であれば切り粉が付着していないと判断され、誤差の範囲を超えていれば切り粉が付着していると判断される。ステップS2において、切り粉が付着していないと判断されるとステップS3に進む。一方、ステップS2において、切り粉が付着していると判断されると、ステップS1とステップS2の処理が一度だけ繰り返され、2度目のステップS2においても切り粉が付着していると判断されるとステップS17に進み、異常が報知される。
In the next step S <b> 2, it is determined whether or not chips are attached to the
ステップS3では、図6に示されるワーク2上の所定の3点A,B,Cの位置が測定される。具体的に、点Aの位置の測定について説明する。先ず、タッチセンサ62のプローブが、スプライン部10の底部11の所定位置に接触するように駆動された後、xy平面に平行な所定方向に沿ってスプライン部10の内壁に当接するまで駆動される。これにより、タッチセンサ62のプローブの先端が、スプライン部10の底部11とスプライン部10の内壁の両方に接触する状態となり、かかる状態において、点Aのx軸座標とy軸座標が検出される。同様に、点Bと点Cについても、x軸座標とy軸座標が検出される。
In step S3, the positions of predetermined three points A, B, and C on the
次のステップS4では、ステップS3で測定された3点A,B,Cの位置に基づき、第1の軸受用開口部6の中心Pの位置、すなわち中心Pのx座標及びy座標が算出される。具体的に説明すると、図6に示すように、3点A,B,Cは、第1の軸受用開口部6と同心円である底部11の外縁に位置するため、3点A,B,Cを通る円の中心は第1の軸受用開口部6の中心に一致する。よって、3点A,B,Cのそれぞれから等距離にある点の位置が、第1の軸受用開口部6の中心Pの位置として算出される。また、このようにして位置が求められた中心Pが傾き基準点に設定される。
In the next step S4, based on the positions of the three points A, B, and C measured in step S3, the position of the center P of the
続くステップS5では、ステップS4で求められた傾き基準点Pが、記憶部90に記憶された所定の範囲内に位置するか否かが判断される。ステップS5において、傾き基準点Pが所定範囲内に位置すると判断されるとステップS6に進み、傾き基準点Pが所定範囲内に位置しないと判断されるとステップS17に進み、異常が報知される。
In subsequent step S <b> 5, it is determined whether or not the inclination reference point P obtained in step S <b> 4 is located within a predetermined range stored in the
ステップS6(位置ずれ検出ステップ)では、傾き基準点Pの位置ずれが検出される。具体的には、ステップS4で算出された傾き基準点Pについて、記憶部90に記憶された所定位置P1(ワーク2が全く位置ずれすることなくワーク取付部28に取り付けられたと仮定した場合における第1の軸受用開口部6の中心)に対するx軸方向及びy軸方向の位置ずれ量が算出される。
In step S6 (position deviation detection step), a position deviation of the inclination reference point P is detected. Specifically, with respect to the inclination reference point P calculated in step S4, the predetermined position P 1 stored in the storage unit 90 (when it is assumed that the
続くステップS7(位置ずれ補正ステップ)では、加工プログラムの座標系設定がx軸方向とy軸方向に補正される。具体的には、ステップS6で検出された位置ずれ量がゼロになるように加工プログラムの座標系設定が補正される。 In the subsequent step S7 (positional deviation correction step), the coordinate system setting of the machining program is corrected in the x-axis direction and the y-axis direction. Specifically, the coordinate system setting of the machining program is corrected so that the displacement amount detected in step S6 becomes zero.
なお、ワーク2は、ワーク取付部28に固定されることで所定のz軸座標に位置決めされるため、ワーク2のz軸方向の位置ずれを考慮する必要はない。そのため、ステップS6とステップS7において、x軸方向とy軸方向についてのみ位置ずれの検出及び座標系設定の補正が行われるようにしてあるが、加工精度を高めるために、z軸方向についても位置ずれの検出及び補正を行ってもよい。
In addition, since the workpiece |
次のステップS8では、第2の軸受用開口部8の周縁の2点D,Eの位置が測定される。図7を参照しながら具体的に説明する。先ず、傾き基準点Pを中心とした回転方向aへ傾くことなくワーク2がワーク取付部28に取り付けられたと仮定した場合における第2の軸受用開口部8の中心Q1の座標が算出される。中心Q1の座標は、傾き基準点Pの座標と、第1の軸受用開口部6の中心Pと第2の軸受用開口部8の中心Qとの設計上の位置関係とに基づき算出される。具体的には、傾き基準点Pから水平方向に対して設計上の所定角度αだけ右下方へ傾斜した方向に延びる直線S上において、傾き基準点Pから設計上の所定距離Lだけ離れた点の座標が、中心Q1の座標として算出される。続いて、中心Q1を通り且つ直線Mに直角な直線Tが算出される。次に、タッチセンサ62のプローブの先端が、第2の軸受用開口部8の内側に挿入された後、直線Tに沿って斜め上方に軸受用開口部8の周壁に接触するまで駆動される。これにより、タッチセンサ62のプローブの先端が接触した軸受用開口部8の周縁の点Dについて、x軸座標及びy軸座標が検出される。同様に、タッチセンサ62のプローブの先端が、第2の軸受用開口部8の内側に挿入された後、直線Tに沿って斜め下方に軸受用開口部8の周壁に接触するまで駆動される。これにより、タッチセンサ62のプローブの先端が接触した軸受用開口部8の周縁の点Eについて、x軸座標及びy軸座標が検出される。
In the next step S8, the positions of the two points D and E on the periphery of the second bearing opening 8 are measured. This will be specifically described with reference to FIG. First, the
続くステップS9(傾き検出ステップ)では、傾き基準点Pと第2の軸受用開口部8との位置関係に基づき、傾き基準点Pを中心とした回転方向aへのワーク2の傾き角度βが検出される。図8に示すように、ワーク2の傾き角度βは、傾き基準点Pと第2の軸受用開口部8の中心Qとを通る直線Uと、上記の直線Sとが交差する角度で表される。本実施形態では、点Dと点Eの中点Mの座標が算出された後、中点Mと傾き基準点Pとを通る直線が、直線Uとして算出される。このような手順で直線Uを算出すると、直線Uを算出する前に予め中心Qの座標を算出する必要がないため、中心Pを算出するために点A,B,Cの位置を検出する場合のように3箇所以上の位置検出を行わなくてもよい。すなわち、上述したように2点D,Eの位置を検出するだけで直線Uを算出できるため、ワーク2の傾き検出速度の向上を図ることができる。
In the subsequent step S9 (inclination detection step), the inclination angle β of the
次のステップS10では、ステップS9で算出された直線Uと、傾き基準点Pからの設計上の所定距離Lとに基づき、第2の軸受用開口部8の中心Qの座標が算出される。 In the next step S10, the coordinates of the center Q of the second bearing opening 8 are calculated based on the straight line U calculated in step S9 and the predetermined design distance L from the inclination reference point P.
続くステップS11では、ステップS10で算出された中心Qの位置が、記憶部90に記憶された所定範囲内に位置するか否かが判断される。ステップS11において、中心Qが所定範囲内に位置すると判断されるとステップS12に進み、中心Qが所定範囲内に位置しないと判断されるとステップS17に進み、異常が報知される。
In subsequent step S <b> 11, it is determined whether or not the position of the center Q calculated in step S <b> 10 is located within a predetermined range stored in the
ステップS12(傾き補正ステップ)では、加工プログラムの座標系設定が、回転方向aに関して補正される。具体的には、ステップS9で算出されたワーク2の傾き角度βがゼロになるように、傾き基準点Pを中心として座標系全体を回転させる補正が行われる。
In step S12 (tilt correction step), the coordinate system setting of the machining program is corrected with respect to the rotation direction a. Specifically, correction is performed to rotate the entire coordinate system around the tilt reference point P so that the tilt angle β of the
次のステップS13では、ステップS6とステップS12で補正された座標系に従って、ワーク2の正面側部分が加工される。
In the next step S13, the front side portion of the
続くステップS14では、ワーク2の背面側部分が正面側を向くように、治具22のワーク取付部28が回転軸Yを中心として反転される。
In subsequent step S <b> 14, the
次のステップS15では、ワーク取付部28の反転に伴う座標のずれを解消するように座標系全体の座標が補正される。ステップS15の補正は、予め測定された回転軸Yのx軸座標に基づき行われる。また、ワーク取付部28が反転されてもワーク2の各部のy軸座標は変わらないため、ステップS15では、x軸座標とz軸座標のみが補正される。
In the next step S <b> 15, the coordinates of the entire coordinate system are corrected so as to eliminate the coordinate shift associated with the inversion of the
続くステップS16では、ステップS15で補正された座標系に従って、ワーク取付部28の反転後に正面側に配置されたワーク部分が加工されて、処理が終了する。
In subsequent step S16, according to the coordinate system corrected in step S15, the work portion arranged on the front side after the
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。 While the present invention has been described with reference to the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment.
例えば、上述の実施形態では、位置ずれ検出ステップ(ステップS6)においてx軸方向とy軸方向の位置ずれを検出する構成について説明したが、本発明では、位置ずれ検出ステップにおいてx軸方向、y軸方向及びz軸方向のうち少なくとも1つの方向の位置ずれを検出するようにすればよい。 For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the positional deviation in the x-axis direction and the y-axis direction is detected in the positional deviation detection step (step S6) has been described. A positional shift in at least one of the axial direction and the z-axis direction may be detected.
また、上述の実施形態では、位置ずれ補正ステップ(ステップS7)の後に傾き補正ステップ(ステップS12)を行う場合について説明したが、本発明では、傾き補正ステップの後に位置ずれ補正ステップを行うようにしてもよい。この場合、位置ずれ検出ステップでは、傾き基準点P以外のワーク2上の点を位置ずれ基準点として位置ずれ検出を行うようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the tilt correction step (step S12) is performed after the position shift correction step (step S7) has been described. However, in the present invention, the position shift correction step is performed after the tilt correction step. May be. In this case, in the misalignment detection step, misalignment detection may be performed using points on the
さらに、上述の実施形態では、2チャック加工を行う場合において、ワークの1チャック目の加工に加工装置20を用いる場合について説明したが、本発明は、ワークの2チャック目の加工に加工装置20を用いることを妨げるものではない。
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the
さらにまた、上述の実施形態では、2チャック加工によりワーク2を加工する場合について説明したが、本発明は、3つ以上の工程を有する加工を行う場合にも等しく適用することができる。
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the
加えて、上述の実施形態では、ミッションケースのワークを加工する構成について説明したが、本発明は、その他のワークを加工する場合にも等しく適用することができる。 In addition, in the above-described embodiment, the configuration for machining the workpiece of the mission case has been described. However, the present invention can be equally applied to machining other workpieces.
2:ワーク、4:素材基準面、6:第1の軸受用開口部、8:第2の軸受用開口部、10:スプライン部、11:スプライン部の底部、12:スプライン部の周縁部、14:第2の軸受用開口部の周縁部、20:加工装置、22:治具、24:ベース部、28:ワーク取付部、30:ワーク取付部の開口部、52:検出用穴、54〜56:固定部材、60:加工ツール(加工手段)、62:タッチセンサ(位置検出手段)、64:報知器、70:制御部、72:座標検出部、74:異常検出部、76:異常報知部、78:加工データ補正部、80:傾き検出部、82:加工制御部、90:記憶部。 2: workpiece, 4: material reference surface, 6: first bearing opening, 8: second bearing opening, 10: spline, 11: bottom of spline, 12: peripheral edge of spline, 14: Peripheral edge of second bearing opening, 20: processing device, 22: jig, 24: base, 28: workpiece attachment, 30: opening of workpiece attachment, 52: detection hole, 54 ˜56: fixing member, 60: processing tool (processing means), 62: touch sensor (position detection means), 64: alarm, 70: control unit, 72: coordinate detection unit, 74: abnormality detection unit, 76: abnormality Notification unit, 78: machining data correction unit, 80: tilt detection unit, 82: machining control unit, 90: storage unit.
Claims (7)
前記ワークが前記治具に固定された状態において、所定の傾き基準点を中心とした所定の回転方向への前記ワークの傾きを検出する傾き検出ステップと、
前記傾きに基づき前記加工データを補正する傾き補正ステップと、
補正後の前記加工データに基づき前記ワークを加工する加工ステップと、を有することを特徴とするワークの加工方法。 A workpiece processing method for processing the workpiece based on predetermined processing data in a state where the workpiece is fixed to a jig in a predetermined posture,
In a state where the workpiece is fixed to the jig, an inclination detection step of detecting an inclination of the workpiece in a predetermined rotation direction around a predetermined inclination reference point;
An inclination correction step for correcting the processing data based on the inclination;
And a machining step of machining the workpiece based on the corrected machining data.
第1加工ステップの治具とは別の治具に、第1の姿勢と異なる第2の姿勢で前記ワークを固定し、前記ワークの残りの部分を加工する第2加工ステップと、を有し、
第1加工ステップ又は第2加工ステップの少なくとも一方が、前記傾き検出ステップと前記データ補正ステップと前記加工ステップとを含むことを特徴とする請求項1に記載のワークの加工方法。 A first machining step of fixing the workpiece to a jig in a first posture and machining a part of the workpiece;
A second machining step for fixing the workpiece in a second posture different from the first posture to a jig different from the jig in the first machining step and machining the remaining portion of the workpiece; ,
The workpiece machining method according to claim 1, wherein at least one of the first machining step and the second machining step includes the tilt detection step, the data correction step, and the machining step.
前記傾き検出ステップにおいて、前記素材基準面が所定の固定部材を介して前記治具に固定された状態で、前記傾きを検出することを特徴とする請求項1または2に記載のワークの加工方法。 The workpiece includes a material reference surface that serves as a reference surface when determining the dimensions of each part of the workpiece,
3. The workpiece machining method according to claim 1, wherein, in the inclination detection step, the inclination is detected in a state where the material reference surface is fixed to the jig via a predetermined fixing member. .
前記傾き検出ステップにおいて、第1の軸受用開口部の中心を前記傾き基準点とし、該傾き基準点と第2の軸受用開口部との位置関係に基づき、前記傾きを検出することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のワークの加工方法。 The workpiece includes a first bearing opening and a second bearing opening,
The inclination detecting step uses the center of the first bearing opening as the inclination reference point, and detects the inclination based on a positional relationship between the inclination reference point and the second bearing opening. The workpiece processing method according to any one of claims 1 to 3.
該位置ずれ検出ステップで検出された前記位置ずれに基づき前記加工データを補正する位置ずれ補正ステップと、をさらに有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のワークの加工方法。 A positional deviation for detecting a positional deviation in at least one of the x-axis direction, the y-axis direction and the z-axis direction with respect to a predetermined positional deviation reference point on the workpiece in a state where the workpiece is fixed to the jig. A detection step;
5. The workpiece machining method according to claim 1, further comprising a position deviation correction step for correcting the machining data based on the position deviation detected in the position deviation detection step.
該治具に固定されたワークを加工する加工手段と、
所定の加工データを記憶する記憶部と、
前記加工データに基づき前記ワークを加工するように前記加工手段を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記ワークが前記治具に固定された状態において、所定の傾き基準点を中心とした所定の回転方向への前記ワークの傾きを検出する傾き検出部と、
前記傾き検出部により検出された前記傾きに基づき前記加工データを補正する加工データ補正部と、
前記加工データ補正部により補正された加工データに基づき前記ワークを加工するように前記加工手段を制御する加工制御部と、を備えていることを特徴とするワークの加工装置。 A jig for fixing the workpiece in a predetermined posture;
Processing means for processing the workpiece fixed to the jig;
A storage unit for storing predetermined machining data;
A control unit for controlling the machining means so as to machine the workpiece based on the machining data,
The controller is
In a state where the workpiece is fixed to the jig, an inclination detection unit that detects an inclination of the workpiece in a predetermined rotation direction around a predetermined inclination reference point;
A machining data correction unit for correcting the machining data based on the inclination detected by the inclination detection unit;
A workpiece machining apparatus, comprising: a machining control unit that controls the machining means to machine the workpiece based on the machining data corrected by the machining data correction unit.
前記制御部は、前記位置検出手段により検出された前記傾き基準点の位置と該傾き基準点とは別の所定部分の位置との関係に基づき、前記傾きを検出することを特徴とする請求項6に記載のワークの加工装置。 Further comprising position detecting means for detecting the position of a predetermined portion of the workpiece fixed to the jig,
The said control part detects the said inclination based on the relationship between the position of the said inclination reference point detected by the said position detection means, and the position of the predetermined part different from this inclination reference point. 6. The workpiece processing apparatus according to 6.
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JP2014238782A (en) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | オークマ株式会社 | Control method of machine tool |
JP2015178160A (en) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | ファナック株式会社 | Jig for rotatably supporting workpiece with respect to tool of machine tool and processing system |
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2008
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