JP2012143830A

JP2012143830A - 工作物の芯出し装置および芯出し方法

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Publication number: JP2012143830A
Application number: JP2011002914A
Authority: JP
Inventors: Akira Makiuchi; 明牧内; Ikuya Kato; 育也加藤; Keita Goto; 慶太後藤; Yoshihiro Somei; 義博惣明; Kenichi Yabuki; 憲一矢吹
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2011-01-11
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2012-08-02
Anticipated expiration: 2031-01-11
Also published as: US20120174424A1; CN102581755B; JP5655576B2; EP2474388B1; US8601703B2; EP2474388A3; CN102581755A; EP2474388A2

Abstract

【課題】工作物の高精度な芯出しを簡易に行える工作物の芯出し装置および方法を提供する。
【解決手段】位置検出用プローブにより回転テーブル上の工作物の周面の周方向に少なくとも３点の等角度の位置を測定する（Ｓ３）。等角度位置から工作物の芯の振れ量および該振れ量が最大の位相を演算する（Ｓ７）。回転テーブルを回転させて工作物の振れ量が最大の位相を芯出し装置の工作物接触子と対向させる（Ｓ９）。プローブにより工作物と位置検出用ブロックとの相対位置を導出し（Ｓ１６）、工作物接触子の位置を補正する（Ｓ１７）。芯出し装置の芯出し軸部材を移動して工作物接触子により工作物を振れ量分押込んで芯出しを行う（Ｓ１８）。
【選択図】図４

Description

本発明は、回転テーブル上に載置される円筒状の工作物の芯を出す芯出し装置および芯出し方法に関するものである。

例えば特開２００４−８２２４２号公報（特許文献１）には、工具主軸に装着可能な芯出し治具と、主軸に取付けられる工作物の芯ずれに伴う振れを測定する振れ測定装置とを備えた工作機械が記載されている。この工作機械における工作物の芯出し方法は、主軸を回転させて工作物の振れを振れ測定装置によって測定する。そして、工具主軸を移動させて芯出し治具を工作物に押付け、測定した工作物の振れに基づいて芯出し治具により工作物を押動して工作物の芯を出す。

特開２００４−８２２４２号公報

上述の工作物の芯出し方法では、芯出し治具を工作物に押付け過ぎて工作物の中心軸が主軸の回転中心軸を超えてしまった場合、工作物の振れは発散することになる。すなわち、工作物の回転力と芯出し治具の押付け力とにより、工作物の中心軸と主軸の回転中心軸との距離はさらに大きく離間し、最終的には工作物が主軸から脱落するおそれがある。

この事態を防止するためには、芯出し治具による工作物の押動を低速で行う必要があるが、芯出し作業に多大な時間が掛かることになる。また、工作物の中心軸が主軸の回転中心軸と一致する手前で芯出し治具による工作物の押動を停止すればよいが、工作物の振れを完全に無くすことができず、工作物の芯出しが誤差を含んだものとなる。

また、芯出し治具は工具主軸に装着されるため、工具主軸に対して芯出し治具と工具とを自動的に交換する装置が必須となる。よって、該交換作業に多大な時間が掛かることになる。また、芯出し治具が工具主軸に装着されているため、工具主軸の移動中に芯出し治具が他部材と干渉するおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、工作物の高精度な芯出しを簡易に行うことが可能な工作物の芯出し装置および芯出し方法を提供することを目的とする。

（工作物の芯出し装置）
（請求項１）本発明の工作物の芯出し装置は、回転テーブル上に載置される円柱状または円筒状の工作物の芯を出す芯出し装置であって、前記回転テーブルの回転軸と直交する方向に移動可能な芯出し軸部材と、前記芯出し軸部材の端部に設けられ、前記芯出し軸部材の移動により前記工作物の周面に当接して該工作物を径方向に押動可能な工作物接触子と、前記芯出し軸部材の端部に設けられた位置検出用ブロックと、前記回転テーブルの回転軸と直交する方向に移動可能であり、前記工作物および前記位置検出用ブロックに接触可能な位置検出用プローブと、前記芯出し軸部材および前記位置検出用プローブを制御して前記工作物の芯出しを行う芯出し制御装置と、を備え、前記芯出し制御装置は、前記回転テーブルを停止した状態において、前記位置検出用プローブを前記工作物の周面の周方向に少なくとも３点接触させて、前記位置検出用プローブと前記工作物とのそれぞれの接触位置を測定する工作物周面位置測定手段と、測定した前記周面上位置に基づいて、前記工作物の芯の振れ量および該振れ量が最大の位相を演算する振れ演算手段と、前記位置検出用プローブを前記位置検出用ブロックに接触させて、前記位置検出用ブロックの位置を測定するブロック位置測定手段と、前記回転テーブルの回転により前記振れ量が最大の位相を前記工作物接触子と対向させた対向状態にする位相割出手段と、前記工作物周面位置測定手段により測定された前記接触位置および前記ブロック位置測定手段により測定された前記位置検出用ブロックの位置に基づいて、前記回転テーブルの回転により前記振れ量が最大の位相を前記工作物接触子と対向させた状態における前記工作物と前記工作物接触子との相対位置を導出する相対位置導出手段と、前記位相割出手段により前記対向状態にした後に、前記相対位置に基づいて前記芯出し軸部材を移動して前記工作物接触子により前記工作物を前記振れ量分押込むことにより前記工作物の芯を出す押込み手段と、を備える。

（請求項２）前記芯出し装置は、前記回転テーブルが設けられているベッド上に設置されるようにしてもよい。

（請求項３）前記芯出し制御装置は、前記位置検出用プローブを前記工作物を挟んで前記工作物接触子と対向する側であって前記工作物の周面から前記振れ量分に相当する距離離間した位置に移動させて待機させ、前記工作物接触子により前記工作物を該工作物の周面が前記位置検出用プローブに接触するまで押込むようにしてもよい。

（請求項４）前記芯出し装置は、前記芯出し軸部材が前記プローブ移動手段の移動方向である前記回転テーブルの回転軸と直交する方向に対し所定角度傾斜するように配置され、前記位置検出用ブロックの前記位置検出用プローブとの接触面が、前記位置検出用プローブの移動方向と直交するように設けられているようにしてもよい。

（工作物の芯出し方法）
（請求項５）本発明の工作物の芯出し方法は、回転テーブルの回転軸と直交する方向に移動可能な芯出し軸部材と、前記芯出し軸部材に設けられ、前記芯出し軸部材の移動により前記回転テーブル上に載置される円柱状または円筒状の工作物の周面に当接して該工作物を径方向に押動可能な工作物接触子と、前記芯出し軸部材の端部に設けられた位置検出用ブロックと、前記回転テーブルの回転軸と直交する方向に移動可能であり、前記工作物および前記位置検出用ブロックに接触可能な位置検出用プローブと、前記芯出し軸部材および前記位置検出用プローブを制御して前記工作物の芯出しを行う芯出し制御装置と、を備える芯出し装置における前記工作物の芯出し方法であって、前記回転テーブルの回転を停止した状態において、前記位置検出用プローブを前記工作物の周面の周方向に少なくとも３点接触させて、前記位置検出用プローブと前記工作物とのそれぞれの接触位置を測定する工作物周面位置測定工程と、測定した前記周面上位置に基づいて前記工作物の芯の振れ量および該振れ量が最大の位相を演算する振れ演算工程と、前記位置検出用プローブを前記位置検出用ブロックに接触させて、前記位置検出用ブロックの位置を測定するブロック位置測定工程と、前記回転テーブルの回転により前記振れ量が最大の位相を前記工作物接触子と対向させた対向状態にする位相割出工程と、前記工作物周面位置測定手段により測定された前記接触位置および前記ブロック位置測定手段により測定された前記位置検出用ブロックの位置に基づいて、前記回転テーブルの回転により前記振れ量が最大の位相を前記工作物接触子と対向させた状態における前記工作物と前記工作物接触子との相対位置を導出する相対位置導出工程と、前記位相割出手段により前記対向状態にした後に、前記相対位置に基づいて前記芯出し軸部材を移動して前記工作物接触子により前記工作物を前記振れ量分押込む押込み工程と、を備える。

（請求項１）芯出し制御装置は、位置検出用プローブを回転テーブル上の工作物の周面の周方向に少なくとも３点接触させて、位置検出用プローブと工作物とのそれぞれの接触位置を測定する。そして、測定した周面上位置に基づいて、工作物の芯の振れ量および該振れ量が最大の位相を演算する。これにより、工作物の中心位置および半径を求めることができ、工作物の回転テーブルに対する芯ずれの量および芯ずれの方向を精度よく求めることができる。続いて、回転テーブルを回転させて工作物の振れ量が最大の位相を芯出し装置の工作物接触子と対向させた対向状態にする。そして、工作物の周面上位置および位置検出用ブロックの位置に基づいて、工作物と工作物接触子との相対位置を導出する。これにより、工作物と位置検出用ブロックとの相対位置を求めることができる。そして、位置検出用ブロックの接触面と工作物接触子の工作物に対する接触面との位置関係は既知であるので、工作物接触子の工作物に対する相対位置を精度よく導出することができる。以上により、工作物と回転テーブルと工作物接触子との位置関係が判明するので、芯出し装置の芯出し軸部材を移動して工作物接触子により工作物を振れ量分押込むことにより、工作物の高精度な芯出しを行うことができる。

（請求項２）芯出し装置を回転テーブルが設けられているベッド上に設置することにより、以下の効果を得ることができる。すなわち、従来必要であった工具主軸に対して芯出し治具と工具とを自動的に交換する装置が不要となり、自動交換装置の設置スペースを確保する必要がなくなる。また、従来は芯出し治具が工具主軸に装着されているため工具主軸の移動中に芯出し治具が他部材と干渉するおそれがあるが、かかる干渉の問題は解消される。また、芯出し装置と回転テーブルとの相対的な熱変位を小さくすることができる。

（請求項３）芯出し制御装置は、位置検出用プローブを工作物を挟んで前記工作物接触子と対向する側であって工作物の周面から振れ量分に相当する距離離間した位置に移動させて待機させる。そして、工作物接触子により工作物を該工作物の周面が位置検出用プローブに接触するまで押込む。よって、工作物を振れ量分だけ確実に押動させたことを確認することができ、芯出しのサイクルタイムを短縮させることができる。

（請求項４）芯出し軸部材がプローブ移動手段の移動方向である回転テーブルの回転軸と直交する方向に対し所定角度傾斜するように芯出し装置を配置する。よって、位置検出用プローブの移動中における位置検出用プローブと芯出し装置との干渉を回避することができる。また、位置検出用ブロックの位置検出用プローブとの接触面が、位置検出用プローブの移動方向と直交するように設けられている。よって、位置検出用ブロックの位置を高精度に検出することができる。

（請求項５）本発明の工作物の芯出し方法によれば、上述した工作物の芯出し装置における効果と同様の効果を奏する。また、工作物の芯出し装置における他の特徴部分について、本発明の工作物の芯出し方法に同様に適用できる。そして、同様の効果を奏する。

（Ａ）は、芯出し装置を備えた立形研削盤の正面図、（Ｂ）は、その平面図である。（Ａ）は、芯出し装置の平面図、（Ｂ）は、そのＡ−Ａ線断面図である。芯出し制御装置の機能ブロック図である。芯出しプログラムのフローチャートである。芯出しにおける工作物の測定点を示す図である。芯出しプログラムにおいて割込可能なプログラムのフローチャートである。（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、図６の割込可能なプログラムによる芯出しの一連の動作を示す図である。

（１．芯出し装置を備えた立形研削盤の機械構成）
芯出し装置は、円筒状の工作物の芯を出す装置であり、一例として、立形研削盤に装備された場合を例に挙げ、図１を参照して説明する。そして、当該研削盤１により工作物の外周面を研削するときの芯出しを行う場合を例に挙げて説明する。

図１に示すように、立形研削盤１は、ベッド２と、回転テーブル３と、コラム４と、スライダ５と、工具主軸ヘッド６と、位置検出用タッチセンサ７と、芯出し装置８と、制御装置９とから構成される。

ベッド２は、ほぼ矩形状からなり、床上に配置される。ただし、ベッド２の形状は矩形状に限定されるものではない。ベッド２上には、回転テーブル３および芯出し装置８が備えられている。また、ベッド２の後方側には、コラム４が立設されている。

回転テーブル３は、円形状からなり、ベッド２に備えられた上下方向（Ｚ軸方向）に延びる回転主軸３１の上部に一体的に回転可能に設けられている。そして、回転主軸３１（回転テーブル３）をＺ軸回りで回転させるギヤ機構３２を有する回転主軸用モータ３３が、ベッド２に内蔵されている。この回転主軸用モータ３３はエンコーダを有しており、エンコーダにより回転主軸用モータ３３の回転角を検出することができ、回転主軸３１（回転テーブル３）を任意の回転角度位置（位相）に停止することができる。回転テーブル３上には、工作物が載置され磁気吸着されて固定される。

コラム４は、ほぼ門形状からなり、ベッド２の後方側に立設されている。コラム４の脚部材４１には、制御装置９が備えられ、コラム４の上部材４２には、スライダ５が備えられている。

スライダ５は、コラム４の上部材４２の前面に形成された案内面４３に沿って左右方向（Ｘ軸方向）に移動可能に設けられている。そして、スライダ５をＸ軸方向に移動させるボールネジ機構５１を有するスライダ用モータ５２が、コラム４の上部材４２に備えられている。

工具主軸ヘッド６は、スライダ５の前面に形成された案内面５３に沿って上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に設けられている。工具主軸ヘッド６には、工具主軸６１が上下方向（Ｚ軸方向）に延在し、かつＺ軸回りで回転可能に支持されている。そして、工具主軸ヘッド６には、工具主軸６１をＺ軸回りで回転させるギヤ機構６２を有する工具主軸用モータ６３が内蔵されている。工具主軸６１の下端には、工作物の外周面を研削する砥石車６４が着脱可能に装着されている。つまり、砥石車６４は、工具主軸ヘッド６に対して、Ｚ軸回りに回転可能に取り付けられている。

位置検出用タッチセンサ７は、スライダ５の前面に上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に設けられている。位置検出用タッチセンサ７は、スライダ５の移動により回転テーブル３の回転軸と直交する方向に移動可能となっている。そして、位置検出用タッチセンサ７をＺ軸方向に移動させる図略のボールネジ機構を有するセンサ用モータが、スライダ５に備えられている。位置検出用タッチセンサ７には、下方向（Ｚ軸方向）に延びる位置検出用プローブ７１が設けられている。位置検出用プローブ７１の軸中心Ｃｐと、回転主軸３１（回転テーブル３）の軸中心Ｃｔと、工具主軸６１の軸中心Ｃｇとは、Ｘ軸方向に延びる直線Ｌ上に載るように設けられている。

芯出し装置８は、固定部８１と、可動部８２と、芯出し軸部材８３と、工作物接触子８４と、位置検出用ブロック８５とを備えている。詳細は後述する。この芯出し装置８は、回転テーブル３が設けられているベッド２上に設置されているため、従来必要であった工具主軸に対して芯出し治具と工具とを自動的に交換する装置が不要となり、自動交換装置の設置スペースを確保する必要がなくなる。また、従来は芯出し治具が工具主軸に装着されているため工具主軸の移動中に芯出し治具が他部材と干渉するおそれがあるが、かかる干渉の問題は解消される。また、芯出し装置８と回転テーブル３との相対的な熱変位を小さくすることができる。

芯出し軸部材８３は、その中心軸が回転主軸３１（回転テーブル３）の軸中心Ｃｔを通り、かつ直線Ｌに対し所定角度θ傾斜した直線Ｌａと一致するように配置されている。すなわち、芯出し軸部材８３は、位置検出用プローブ７１の移動方向である回転主軸３１（回転テーブル３）の回転軸と直交するＸ軸方向に対し所定角度θ傾斜するように配置されている。よって、位置検出用プローブ７１の移動中における位置検出用プローブ７１と芯出し装置８３との干渉を回避することができる。

制御装置９は、芯出し装置８の芯出し動作を制御する芯出し制御装置９０と、立形研削盤１の研削動作を制御する研削制御装置９１とを備えている。ただし、芯出し制御装置９０は、制御装置９の内部に備えるものに限られず、外部装置として適用することもできる。芯出し制御装置９０は、回転主軸用モータ３３、スライダ用モータ５２、センサ用モータおよび後述する可動部用モータ８７ｂを制御して、工作物の軸中心と回転主軸３１（回転テーブル３）の軸中心Ｃｔとの振れを求めることにより工作物の芯出しの制御を行う。詳細は後述する。研削制御装置９１は、工具主軸用モータ６３等を制御して、工作物をＺ軸回りに回転させ、砥石車６４をＺ軸回りに回転させ、且つ、工作物と砥石車６４とをＺ軸方向およびＸ軸方向の相対移動することにより工作物の外周面の研削の制御を行う。

（２．芯出し装置の機械構成）
次に、芯出し装置８について、図２の概略構成図を参照して説明する。固定部８１は、ほぼ矩形状からなり、ベッド２上に固定されている。可動部８２は、ほぼ矩形状からなり、固定部８１上において芯出し軸部材８３の軸方向（直線Ｌａ方向）に移動可能なように設けられている。固定部８１の上面には、一対の可動部用ガイドレール８６ａ，８６ｂが、芯出し軸部材８３の軸方向に延びるように、且つ、相互に平行に形成されている。一対の可動部用ガイドレール８６ａ，８６ｂは、可動部８２が摺動可能なレールである。

さらに、固定部８１には、一対の可動部用ガイドレール８６ａ，８６ｂの間に、可動部８２を芯出し軸部材８３の軸方向に駆動するための、可動部用ボールねじのねじ軸８７ａが配置され、このねじ軸８７ａを回転駆動する可動部用モータ８７ｂが配置されている。また、可動部８２には、ねじ軸８７ａに螺合される可動部用ボールねじのナット８７ｃが配置されている。可動部８２は、可動部用モータ８７ｂの駆動により一対の可動部用ガイドレール８６ａ，８６ｂに沿って移動する。可動部用モータ８７ｂはエンコーダを有しており、エンコーダにより可動部用モータ８７ｂの回転角を検出することができる。

芯出し軸部材８３は、該軸が直線Ｌａと一致するように可動部８２の回転テーブル３側の端面に突設されている。芯出し軸部材８３は、可動部８２と共に回転テーブル３の回転軸と直交する方向に移動可能に設けられている。芯出し軸部材８３は、上述のエンコーダを有する可動部用モータ８７ｂにより、任意の移動位置に停止可能となっている。

工作物接触子８４は、ほぼ直方体状に形成され、芯出し軸部材８３の移動により工作物の周面に当接して該工作物を径方向に押動可能なように芯出し軸部材８３の自由端部に設けられている。

位置検出用ブロック８５は、ほぼ棒状に形成され、芯出し軸部材８３の自由端部において工作物接触子８４の下方から芯出し軸部材８３の軸と直交する方向に突設されている。位置検出用ブロック８５の自由端部には、工作物接触子８４の位置を補正するために、位置検出用プローブ７１が接触可能な接触面８５ａが設けられている。この接触面８５ａは、直線Ｌに対し直交するように、すなわち位置検出用プローブ７１の移動方向と直交するように設けられている。よって、位置検出用ブロック８５の位置を高精度に検出することができる。

（３．芯出し制御装置の構成）
次に、芯出し制御装置９０について、図３の機能ブロック図を参照して説明する。ここで芯出し制御装置９０を説明するに当たり、図３には、上述した立形研削盤１の一部構成についても記載する。ここで、図３において、図１の立形研削盤１の構成と同一構成については、同一符号を付す。

芯出し制御装置９０は、軸移動部９２と、テーブル回転部９３と、プローブ移動部９４と、工作物周面位置測定部９５と、振れ演算部９６と、ブロック位置測定部９７と、位相割出部９８と、相対位置導出部９９と、押込み部１００とを備えて構成される。軸移動部９２は、可動部用モータ８７ｂを駆動制御して芯出し軸部材８３を移動する。テーブル回転部９３は、回転主軸用モータ３３を駆動制御して回転主軸３１（回転テーブル３）を回転する。プローブ移動部９４は、スライダ用モータ５２を駆動制御してスライダ５（位置検出用タッチセンサ７）をＸ軸方向に移動し、また、センサ用モータを駆動制御して位置検出用タッチセンサ７（位置検出用プローブ７１）をＺ軸方向に移動する。

工作物周面位置測定部９５は、回転テーブル３の回転を停止した状態において、位置検出用プローブ７１を工作物の外周面の周方向に少なくとも３点接触させて、位置検出用プローブ７１と工作物とのそれぞれの接触位置を測定する。振れ演算部９６は、工作物周面位置測定部９５により測定した周面上位置に基づいて、工作物の芯の振れ量および該振れ量が最大の位相を演算する。ブロック位置測定部９７は、位置検出用プローブ７１を位置検出用ブロック８５に接触させて、位置検出用ブロック８５の位置を測定する。位相割出部９８は、回転テーブル３の回転により振れ量が最大の位相を工作物接触子８４と対向させた対向状態にする。相対位置導出部９９は、工作物周面位置測定部９５により測定された接触位置およびブロック位置測定部９７により測定された位置検出用ブロック８５の位置に基づいて、回転テーブル３の回転により振れ量が最大の位相を工作物接触子８４と対向させた状態における工作物と工作物接触子８４との相対位置を導出する。押込み部１００は、位相割出部９８により対向状態にした後に、相対位置に基づいて芯出し軸部材８３を移動して工作物接触子８４により工作物を振れ量分押込むことにより工作物の芯を出す。

（４．芯出し制御装置による処理）
次に、芯出し制御装置９０による芯出しプログラムの実行について、図４を参照して説明する。芯出しプログラムは、回転テーブル３上に載置された円筒状の工作物の芯を出すために芯出し装置８等の動作を制御する。以下に詳細に説明する。

図４に示すように、位置検出用タッチセンサ７の位置検出用プローブ７１を回転テーブル３上に載置された工作物の方向へ移動する（ステップＳ１）。そして、位置検出用プローブ７１が工作物の外周面と接触したか否かを判定する（ステップＳ２）。位置検出用プローブ７１が工作物の外周面と接触した場合には、該接触点の座標を測定する（ステップＳ３）。

測定数ｎに“１”を加算し（ステップＳ４）、測定数ｎが所定数Ｎに達したか否かを判定する（ステップＳ５）。所定数Ｎは、工作物の端面の円形状の中心座標および半径を求めるために少なくとも“３”必要であり、本例では“４”の場合について説明する。

測定数ｎが所定数Ｎに達していない場合には、位置検出用プローブ７１を工作物の外周面から退避させ、回転テーブル３を回転して工作物を２π／Ｎの角度回転させる（ステップＳ６）。そして、ステップＳ１に戻って、上述の処理を測定数ｎが所定数Ｎに達するまで繰り返す。

測定数ｎが所定数Ｎに達した場合には、測定した接触点の座標に基づいて、工作物の振れ量および振れが最大の位相を演算する（ステップＳ７）。例えば、図５に示すように、回転軸３１（回転テーブル３）の軸中心Ｃｔを通る直交座標Ｘ，Ｙにおける工作物Ｗの外周面Ｗａの４点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標Ａ（Ｘ１，０）、Ｂ（Ｘ２，０）、Ｃ（０，Ｙ１）、Ｄ（０，Ｙ２）を測定したとすると、これらから工作物Ｗの中心Ｃの座標（α，β）および半径Ｒを次式（１）から（３）により求める。

α＝（Ｘ１＋Ｘ２）／２・・・（１）
β＝（Ｙ１＋Ｙ２）／２・・・（２）
Ｒ＝（（Ｘ１−α）＾２＋β＾２）＾０．５・・・（３）

（α＾２＋β＾２）＾０．５が工作物Ｗの振れ量Ｄであり、回転軸３１（回転テーブル３）の軸中心Ｃｔから工作物Ｗの中心Ｃを通って延びる直線ＬＬと工作物Ｗの外周面Ｗａとの交点Ｐが、振れが最大の位相となる。このように、工作物の外周面の接触点を等角度（本例では、９０度）の間隔で測定することにより、工作物の振れ量および振れの最大の位相を容易に求めることができる。ただし、工作物の外周面の接触点を任意の角度の間隔で測定しても、工作物の振れ量および振れの最大の位相を求めることができる。

ステップＳ８において、工作物の振れ量が芯出しの規定値以下であるか否かを判定し、工作物の振れ量が芯出しの規定値以下である場合には、芯出しが完了したとして芯出しプログラムの処理を終了する。一方、工作物の振れ量が芯出しの規定値を超えている場合には、位置検出用プローブ７１を工作物の外周面から退避させ、回転テーブル３を回転して振れが最大の位相を工作物接触子８４に対向する位置へ割出す（ステップＳ９）。

位置検出用プローブ７１を位置検出用ブロック８５の方向へ移動する（ステップＳ１０）。そして、位置検出用プローブ７１が位置検出用ブロック８５の接触面８５ａと接触したか否かを判定する（ステップＳ１１）。位置検出用プローブ７１が位置検出用ブロック８５の接触面８５ａと接触した場合には、該接触面８５ａの座標を測定する（ステップＳ１２）。

ここで、位置検出用ブロック８５の接触面８５ａと工作物接触子８４の工作物に対する接触面との位置関係は既知であるので、工作物の外周面の接触点の座標および位置検出用ブロック８５の接触面８５ａの座標に基づいて、工作物の外周面における振れの最大位相と工作物接触子８４の接触面との相対位置を導出する（ステップＳ１３）。

工作物接触子８４を工作物の方向に移動して工作物接触子８４の接触面を工作物の外周面における振れの最大位相に接触させ、工作物接触子８４により工作物を振れ量分押込む（ステップＳ１４）。そして、ステップ１に戻って工作物の振れ量が芯出しの規定値以下となるまで上述の芯出しプログラムの処理を繰り返す。以上の処理により、工作物Ｗの芯を高精度に出すことができる。

なお、ステップＳ９において回転テーブル３を回転して振れが最大の位相を工作物接触子８４に対向する位置へ割出す処理を行うことにより、ステップＳ１３における相対位置の導出処理が簡易になる。しかし、割出し時の回転テーブル３の回転角度は検出されているので、ステップＳ９の処理をステップＳ１３の処理の後に行うように構成してもよい。

（５．芯出しプログラムによる効果）
位置検出用プローブ７１を回転テーブル３上の工作物の外周面の周方向に少なくとも３点接触させて、位置検出用プローブ７１と工作物とのそれぞれの接触位置を測定する。そして、測定した周面上位置に基づいて、工作物の芯の振れ量および該振れ量が最大の位相を演算する。これにより、工作物の中心位置および半径を求めることができ、工作物の回転テーブル３に対する芯ずれの量および芯ずれの方向を精度よく求めることができる。

続いて、回転テーブル３を回転させて工作物の振れ量が最大の位相を芯出し装置８の工作物接触子８４と対向させた対向状態にする。そして、工作物の周面上位置および位置検出用ブロック８５の位置に基づいて、工作物と工作物接触子８４との相対位置を導出する。これにより、工作物と位置検出用ブロック８５との相対位置を求めることができる。そして、位置検出用ブロック８５の接触面８５ａと工作物接触子８４の工作物に対する接触面との位置関係は既知であるので、工作物接触子８４の工作物に対する相対位置を精度よく導出することができる。以上により、工作物と回転テーブル３と工作物接触子８４との位置関係が判明するので、芯出し装置８の芯出し軸部材８３を移動して工作物接触子８４により工作物を振れ量分押込むことにより、工作物の高精度な芯出しを行うことができる。

（６．芯出し制御装置による別の処理）
上述の芯出しプログラムのステップ１８において割込可能な芯出しプログラムの実行について、図６および図７を参照して説明する。位置検出用プローブ７１を工作物Ｗを挟んで工作物接触子８４と対向する側に移動させる（ステップＳ２１）。そして、位置検出用プローブ７１が工作物Ｗの外周面Ｗａと接触したか否かを判定する（ステップＳ２２）。

図７（Ａ）に示すように、位置検出用プローブ７１が工作物Ｗの外周面Ｗａと接触した場合には、図７（Ｂ）に示すように、位置検出用プローブ７１を工作物Ｗの外周面Ｗａから振れ量Ｄ分に相当するＸ軸方向の距離α離間した位置に移動させて待機させる（ステップＳ２３）。そして、工作物接触子８４を工作物Ｗの方向に移動して工作物接触子８４の先端面を工作物Ｗの外周面Ｗａにおける最大位相Ｐに接触させ、工作物接触子８４により工作物Ｗを中心Ｃに向かって押込む（ステップＳ２４）。

工作物Ｗの外周面Ｗａが位置検出用プローブ７１に接触したか否かを判定し（ステップＳ２５）、図７（Ｃ）に示すように、工作物Ｗの周面Ｗａが位置検出用プローブ７１に接触した場合には、割込み芯出しプログラムの処理を終了する。位置検出用プローブ７１により、工作物Ｗを振れ量Ｄ分だけ確実に押動させたことを確認することができ、芯出しのサイクルタイムを短縮させることができる。

（７．芯出し制御装置の変形態様）
なお、上述の実施形態では、Ｘ軸方向に延びる直線Ｌ上を移動する位置検出用プローブ７１と芯出し装置８との干渉を回避するため、芯出し装置８を直線Ｌに対し所定角度θ傾斜させて配置した構成とした。しかし、位置検出用プローブ７１の移動制御等により芯出し装置８との干渉を回避可能であれば、芯出し装置８を直線Ｌ上に配置した構成としてもよい。

また、芯出し装置８を用いて上述の芯出しプログラムにより工作物の芯出しを行うようにしたが、工作物を外径基準で加工する際に使用する振止装置やシュー研削装置を用いて上述の芯出しプログラムにより工作物の芯出しを行うようにしてもよい。

また、工作物の外周面を研削するために外径基準で芯出しを行う場合を説明したが、工作物の内周面を研削するために内径基準で芯出しを行う場合も上述の芯出しプログラムを同様に適用することができる。

また、位置検出用タッチセンサ７をスライダ５に設けた構成としたが、位置検出用タッチセンサ７をベッド２等に設けた構成としても同様の効果を得ることができる。

１：立形研削盤、２：ベッド、３：回転テーブル、４：コラム、５：スライダ、６：工具主軸ヘッド、７：位置検出用タッチセンサ、８：芯出し装置、９：制御装置
３１：回転主軸、３３：回転主軸用モータ
７１：位置検出用プローブ
８１：固定部、８２：可動部、８３：芯出し軸部材、８４：工作物接触子、８５：位置検出用ブロック、８５ａ：接触面、８７ｂ：可動部用モータ
９０：芯出し制御装置、９２：軸移動部、９３：テーブル回転部、９４：プローブ移動部、９５：工作物周面位置測定部、９６：振れ演算部、９７：ブロック位置測定部、９８：位相割出部、９９：相対位置導出部、１００：押込み部

Claims

回転テーブル上に載置される円柱状または円筒状の工作物の芯を出す芯出し装置であって、
前記回転テーブルの回転軸と直交する方向に移動可能な芯出し軸部材と、
前記芯出し軸部材に設けられ、前記芯出し軸部材の移動により前記工作物の周面に当接して該工作物を径方向に押動可能な工作物接触子と、
前記芯出し軸部材に設けられた位置検出用ブロックと、
前記回転テーブルの回転軸と直交する方向に移動可能であり、前記工作物および前記位置検出用ブロックに接触可能な位置検出用プローブと、
前記芯出し軸部材および前記位置検出用プローブを制御して前記工作物の芯出しを行う芯出し制御装置と、を備え、
前記芯出し制御装置は、
前記回転テーブルの回転を停止した状態において、前記位置検出用プローブを前記工作物の周面の周方向に少なくとも３点接触させて、前記位置検出用プローブと前記工作物とのそれぞれの接触位置を測定する工作物周面位置測定手段と、
測定した前記周面上位置に基づいて、前記工作物の芯の振れ量および該振れ量が最大の位相を演算する振れ演算手段と、
前記位置検出用プローブを前記位置検出用ブロックに接触させて、前記位置検出用ブロックの位置を測定するブロック位置測定手段と、
前記回転テーブルの回転により前記振れ量が最大の位相を前記工作物接触子と対向させた対向状態にする位相割出手段と、
前記工作物周面位置測定手段により測定された前記接触位置および前記ブロック位置測定手段により測定された前記位置検出用ブロックの位置に基づいて、前記回転テーブルの回転により前記振れ量が最大の位相を前記工作物接触子と対向させた状態における前記工作物と前記工作物接触子との相対位置を導出する相対位置導出手段と、
前記位相割出手段により前記対向状態にした後に、前記相対位置に基づいて前記芯出し軸部材を移動して前記工作物接触子により前記工作物を前記振れ量分押込むことにより前記工作物の芯を出す押込み手段と、を備える芯出し装置。
請求項１において、
前記芯出し装置は、
前記回転テーブルが設けられているベッド上に設置されている芯出し装置。
請求項１または２において、
前記芯出し制御装置は、
前記位置検出用プローブを前記工作物を挟んで前記工作物接触子と対向する側であって前記工作物の周面から前記振れ量分に相当する距離離間した位置に移動させて待機させ、前記工作物接触子により前記工作物を該工作物の周面が前記位置検出用プローブに接触するまで押込む芯出し装置。
請求項１〜３の何れか一項において、
前記芯出し装置は、
前記芯出し軸部材が前記プローブ移動手段の移動方向である前記回転テーブルの回転軸と直交する方向に対し所定角度傾斜するように配置され、
前記位置検出用ブロックの前記位置検出用プローブとの接触面が、前記位置検出用プローブの移動方向と直交するように設けられている芯出し装置。
回転テーブルの回転軸と直交する方向に移動可能な芯出し軸部材と、
前記芯出し軸部材に設けられ、前記芯出し軸部材の移動により前記回転テーブル上に載置される円柱状または円筒状の工作物の周面に当接して該工作物を径方向に押動可能な工作物接触子と、
前記芯出し軸部材に設けられた位置検出用ブロックと、
前記回転テーブルの回転軸と直交する方向に移動可能であり、前記工作物および前記位置検出用ブロックに接触可能な位置検出用プローブと、
前記芯出し軸部材および前記位置検出用プローブを制御して前記工作物の芯出しを行う芯出し制御装置と、を備える芯出し装置における前記工作物の芯出し方法であって、
前記回転テーブルの回転を停止した状態において、前記位置検出用プローブを前記工作物の周面の周方向に少なくとも３点接触させて、前記位置検出用プローブと前記工作物とのそれぞれの接触位置を測定する工作物周面位置測定工程と、
測定した前記周面上位置に基づいて前記工作物の芯の振れ量および該振れ量が最大の位相を演算する振れ演算工程と、
前記位置検出用プローブを前記位置検出用ブロックに接触させて、前記位置検出用ブロックの位置を測定するブロック位置測定工程と、
前記回転テーブルの回転により前記振れ量が最大の位相を前記工作物接触子と対向させた対向状態にする位相割出工程と、
前記工作物周面位置測定手段により測定された前記接触位置および前記ブロック位置測定手段により測定された前記位置検出用ブロックの位置に基づいて、前記回転テーブルの回転により前記振れ量が最大の位相を前記工作物接触子と対向させた状態における前記工作物と前記工作物接触子との相対位置を導出する相対位置導出工程と、
前記位相割出手段により前記対向状態にした後に、前記相対位置に基づいて前記芯出し軸部材を移動して前記工作物接触子により前記工作物を前記振れ量分押込む押込み工程と、を備える工作物の芯出し方法。