JP2017087400A - 補正方法および補正装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】検出ピンの軸ぶれの補正をより適正に行う検出ピンの検出位置の補正方法および補正装置を提供する。【解決手段】Z軸周りに回転可能な検出ピンの軸ぶれを補正する補正方法において、検出ピンの第1の点を検出点に接触して検出点の第1の座標値を取得し、第1の点の検出ピンの先端部からZ軸方向における長さたる第1の高さを取得し、検出ピンの第2の点を検出点に接触して検出点の第2の座標値を取得し、第2の点の検出ピンの先端部からのZ軸方向における長さたる第2の高さを取得する工程と、検出ピンを180°回転した状態で、第1の点を検出点に接触して検出点の第3の座標値を取得し、第2の点を検出点に接触して検出点の第4の座標値を取得する工程と、各工程で取得した値に基づいて、検出ピンの任意の点の検出ピンの先端部からZ軸方向における長さたる第3の高さを変数とした線形式を補正値として作成する工程とを有するようにした。【選択図】 図4

Description

本発明は、補正方法および補正装置に関し、さらに詳細には、検出ピンにより検出される検出位置に対して、検出ピンに生じた軸ぶれの補正を行う補正方法および補正装置に関する。
従来より、マイクロコンピューターなどによる数値制御により、所定のデータに基づいてワークを三次元で加工する加工装置が知られている。
こうした加工装置は、加工工具が取り付けられた主軸とワークを保持するワーク保持部との位置関係を相対的に三次元で変化するとともに、ワークを所定の軸周りに回動する構成を備え、ワークを加工工具により切削加工して所望の形状に成形するようにしている。
そして、こうした加工装置では、工場出荷時や部品交換時などの所定のタイミングで、主軸やワーク保持部などの各構成部材の位置決め処理が行われる。
この位置決め処理においては、位置決め処理のために予め設定された検出点たる測定ポイントを検出し、検出により取得した座標値と予め記憶された当該測定ポイントの座標値とから位置決めを行うための補正値(以下、「位置決めを行うための補正値」を、「位置決め補正値」と適宜に称する。)を算出し、算出した位置決め補正値に基づいて各構成部材の位置決めを行う。
そして、測定ポイントの検出は、主軸に取り付けられた検出ピンによって行われ、検出ピンが測定ポイントに当接した地点における座標値を取得するようになされている。
しかしながら、検出ピンは、主軸に取り付けられる際に軸ぶれが生じる場合があり、この状態で測定ポイントの検出が行われると、検出した測定ポイントにズレが生じてしまい、その結果、算出した位置決め補正値を用いて所定の構成部材の位置決めを行っても、適正な位置決めを行うことができないといった問題が生じていた。
こうした問題を解決するための手段として、検出ピンの軸ぶれを補正する補正値(以下、「軸ぶれを補正する補正値」を、「軸ぶれ補正値」と適宜に称する。)を算出し、この軸ぶれ補正値を用いて測定ポイントの座標値を補正した後に、補正後の測定ポイントの座標値を用いて、位置決め補正値を算出する手法が知られている。
なお、軸ぶれ補正値を取得する際には、主軸を移動して、軸ぶれ補正値を算出するための設定された検出点に検出ピンを接触して検出点の座標値を取得し、その後、主軸を回転して検出ピンを180°回転し、この状態で主軸を移動し、再度検出点に検出ピンを接触して検出点の座標値を取得し、取得した2つの座標値から軸ぶれ補正値を算出する。
しかしながら、軸ぶれが生じた検出ピンでは、検出ピンにおける上方側と下方側とでは、軸ぶれが生じていない検出ピンからのぶれ幅が異なり、検出ピンの下方側(つまり、先端部側である。)に向かうにしたがって、そのぶれ幅が大きくなる。
このため、検出点を検出する際の検出ピンにおける検出点との上下方向の接触位置と、測定ポイントを検出する際の検出ピンにおける測定ポイントとの上下方向の接触位置とが異なった場合には、検出ピンの軸ぶれを適正に補正することができず、適正な位置決めを行うことができなかった。
このため、検出ピンの軸ぶれの補正をより適正に行うことができる検出位置の補正方法および補正装置の提案が望まれていた。
なお、本願出願人が特許出願のときに知っている先行技術は、文献公知発明に係る発明ではないため、本願明細書に記載すべき先行技術文献情報はない。
本発明は、従来の技術の有する上記したような要望に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、検出ピンの軸ぶれの補正をより適正に行うことが可能な検出ピンの検出位置の補正方法および補正装置を提供しようとするものである。
上記目的を達成するために、本発明による補正方法は、XYZ直交座標系におけるZ軸周りに回転可能な検出ピンの軸ぶれを補正する補正方法において、上記検出ピンにおける第1の点を予め設定された検出点に接触することにより、上記検出点の第1の座標値を取得するとともに、上記第1の点の上記検出ピンの先端部からZ軸方向における長さたる第1の高さを取得し、上記検出ピンにおける第1の点とZ軸方向で異なる第2の点を上記検出点に接触することにより、上記検出点の第2の座標値を取得するとともに、上記第2の点の上記検出ピンの先端部からのZ軸方向における長さたる第2の高さを取得する第1の工程と、上記検出ピンを180°回転した状態で、上記第1の点を上記検出点に接触することにより、上記検出点の第3の座標値を取得するとともに、上記第2の点を上記検出点に接触することにより、上記検出点の第4の座標値を取得する第2の工程と、上記第1の工程および上記第2の工程で取得した値に基づいて、上記検出ピンの任意の点の上記検出ピンの先端部からZ軸方向における長さたる第3の高さを変数とした線形式を、上記検出ピンの軸ぶれを補正するための補正値として作成する第3の工程とを有するようにしたものである。
また、本発明による補正方法は、上記した補正方法において、さらに、上記検出ピンの上記任意の点が接触した所定の検出点の座標値に対して、上記第3の工程で作成した上記線形式に上記第3の高さを代入して算出した補正値を加算して、該所定の検出点の座標値を補正する第4の工程とを有するようにしたものである。
また、本発明による補正方法は、上記した補正方法において、上記検出点がX軸方向の上記検出ピンの軸ぶれを補正するための検出点である場合には、上記第1の座標値をx1,0、上記第3の座標値をx1,180とすると、上記第1の高さにおける上記検出ピンの軸ぶれを補正する第1の補正値xは、
=(x1,180−x1,0)/2
となり、上記第2の座標値をx2,0、上記第4の座標値をx2,180とすると、上記第2の高さにおける上記検出ピンの軸ぶれを補正する第2の補正値xは、
=(x2,180−x2,0)/2
となり、上記第1の高さをh、上記第2の高さをh、上記所定の検出点の座標値をx、上記第3の高さをh、上記検出ピンの上記第3の高さhにおける点において任意の検出点(発明を実施するための形態の項に記載の測定ポイントに相当する。)のX座標値を検出する際の軸ぶれ補正値をxoffsetとすると、上記第3の工程で算出される上記線形式は、(1)式を満たし、上記検出点がY軸方向の上記検出ピンの軸ぶれを補正するための検出点である場合には、上記第1の座標値をy3,0、上記第3の座標値をy3,180とすると、上記第1の高さにおける上記検出ピンの軸ぶれを補正する第1の補正値yは、
=(y3,180−y3,0)/2
となり、上記第2の座標値をy4,0、上記第4の座標値をy4,180とすると、上記第2の高さにおける上記検出ピンの軸ぶれを補正する第2の補正値yは、
=(y4,0−y4,180)/2
となり、上記第1の高さをh、上記第2の高さをh、上記所定の検出点の座標値をy、上記第3の高さをh、上記検出ピンの上記第3の高さhにおける点において任意の検出点(発明を実施するための形態の項に記載の測定ポイントに相当する。)のY座標値を検出する際の軸ぶれ補正値をyoffsetとすると、上記第3の工程で作成される上記線形式は、(2)式を満たすようにしたものである。
Figure 2017087400
Figure 2017087400
また、本発明による補正装置は、XYZ直交座標系におけるZ軸周りに回転可能に配設された検出ピンを備えるとともに、上記検出ピンを180°回転することが可能な検出手段と、上記検出ピンにおける第1の点を予め設定された検出点に接触することにより、上記検出点の第1の座標値を取得するとともに、上記第1の点の上記検出ピンの先端部からのZ軸方向における長さたる第1の高さを取得し、上記検出ピンにおける上記第1の点とZ軸方向で異なる第2の点を上記検出点に接触することにより、上記検出点の第2の座標値を取得するとともに、上記第2の点の上記検出ピンの先端部からのZ軸方向における長さたる第2の高さを取得し、上記検出ピンを180°回転し、180°回転した状態の上記検出ピンにおける上記第1の点を上記検出点に接触することにより第3の座標値を取得し、180°回転した状態の上記検出ピンにおける上記第2の点を上記検出点に接触することにより第4の座標値を取得する第1の取得手段と、上記第1の取得手段で所得した値に基づいて、上記検出ピンの任意の点の上記検出ピンの先端部からZ軸方向における長さたる第3の高さを変数とした線形式を、上記検出ピンの軸ぶれを補正するための補正値として作成する作成手段とを有するようにしたものである。
また、本発明による補正装置は、上記した補正装置において、さらに、上記検出ピンの上記任意の点を所定の検出点に接触することにより、上記所定の検出点の第5の座標値を取得するとともに、上記第3の高さを取得する第2の取得手段と、上記第5の座標値に対して、上記作成手段で作成した上記線形式に上記第3の高さを代入して算出した補正値を加算して、上記第5の座標値を補正する補正手段とを有するようにしたものである。
また、本発明による補正装置は、上記した補正装置において、上記検出点がX軸方向の上記検出ピンの軸ぶれを補正するための検出点である場合には、上記第1の座標値をx1,0、上記第3の座標値をx1,180とすると、上記第1の高さにおける上記検出ピンの軸ぶれを補正する第1の補正値xは、
=(x1,180−x1,0)/2
となり、上記第2の座標値をx2,0、上記第4の座標値をx2,180とすると、上記第2の高さにおける上記検出ピンの軸ぶれを補正する第2の補正値xは、
=(x2,180−x2,0)/2
となり、上記第1の高さをh、上記第2の高さをh、上記所定の検出点の座標値をx、上記第3の高さをh、上記検出ピンの上記第3の高さhにおける点において任意の検出点(発明を実施するための形態の項に記載の測定ポイントに相当する。)のX座標値を検出する際の軸ぶれ補正値をxoffsetとすると、上記作成手段で算出される上記線形式は、(1)式を満たし、上記検出点がY軸方向の上記検出ピンの軸ぶれを補正するための検出点である場合には、上記第1の座標値をy3,0、上記第3の座標値をy3,180とすると、上記第1の高さにおける上記検出ピンの軸ぶれを補正する第1の補正値yは、
=(y3,180−y3,0)/2
となり、上記第2の座標値をy4,0、上記第4の座標値をy4,180とすると、上記第2の高さにおける上記検出ピンの軸ぶれを補正する第2の補正値yは、
=(y4,0−y4,180)/2
となり、上記第1の高さをh、上記第2の高さをh、上記所定の検出点の座標値をy、上記第3の高さをh、上記検出ピンの上記第3の高さhにおける点において任意の検出点(発明を実施するための形態の項に記載の測定ポイントに相当する。)のY座標値を検出する際の軸ぶれ補正値をyoffsetとすると、上記作成手段で作成される上記線形式は、(2)式を満たすようにしたものである。
Figure 2017087400
Figure 2017087400
本発明は、以上説明したように構成されているので、検出ピンの軸ぶれの補正をより適正に行うことができるという優れた効果を奏するものである。
図1は、本発明による補正方法を実行する加工装置の概略構成説明図である。 図2は、マイクロコンピューターにおける機能的構成を示すブロック構成説明図である。 図3(a)(b)(c)(d)は、X基準検出点を検出する際の主軸20に取り付けられた検出ピンを示す説明図であり、また、図3(e)(f)(g)(h)は、Y基準検出点を検出する際の主軸20に取り付けられた検出ピンを示す説明図である。 図4は、測定ポイントの真のX座標値を取得する手順を説明する説明図である。 図5は、軸ぶれ補正値算出処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。 図6は、位置決め処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による補正方法および補正装置の実施の形態の一例を詳細に説明することとする。
図1には、本発明による補正方法を実行する加工装置の概略構成説明図が示されている。
この図1に示す加工装置10では、マガジン部30に加工工具26および検出ピン28が収容されている。ワーク保持部16は、XYZ直交座標系のX軸周りに回転自在にワーク200を保持するとともに、Y軸方向に移動可能である。X軸方向およびZ軸方向に移動可能な主軸20には、加工工具26および検出ピン28が着脱可能に取り付けられる。
なお、ワーク保持部16および主軸20の動作を含む加工装置10の全体の動作は、マイクロコンピューター18により制御される。
主軸20は、取り付けられた加工工具26および検出ピン28をZ軸周りに回転する。主軸20に取り付けられた検出ピン28が補正治具100やワーク保持部16の金属材料より形成された部分に設けられた検出点に接触すると、電気的な導通が検知される。
そして、検出点の座標値を検出する際には、検出ピン28が取り付けられた主軸20を移動して検出点と接触させ、主軸20で導通を検知したときの座標値をマイクロコンピューター18において取得し、この座標値を検出点の座標値として検出する。
また、マイクロコンピューター18は、加工装置10の全体の動作を制御するとともに、検出ピン28の軸ぶれを補正する処理や各構成部材の位置決め処理を行う。
ここで、加工装置10は、検出点を検出する際の制御方法のみが従来の技術とは異なり、その他の構成および制御方法については、従来より公知の技術を適用することができる。
従って、以下の説明においては、検出点を検出する際の検出点の検出処理(検出点の補正処理を含む)についてのみ詳細に説明するものとして、従来より公知の技術を適用できるその他の構成ならびに制御に関する詳細な説明は省略する。
図2には、マイクロコンピューター18の機能的構成を示すブロック構成説明図が示されている。
マイクロコンピューター18は、加工データなどの各種の情報に基づいて主軸20やワーク保持部16の動作を制御する制御部32を備えるとともに、加工データなどの各種の情報を記憶する記憶部34を備えている。
また、検出ピン28の軸ぶれを補正するための検出点の座標値を検出して、検出ピン28の軸ぶれを補正するための軸ぶれ補正値を算出するための線形式を作成するとともに、位置決め処理部38(後述する。)により測定された測定ポイント(後述する。)の座標値に対して、軸ぶれ補正値による補正を行う軸ぶれ補正部36を備えている。
さらに、各構成部材の位置決めを行うための検出点たる測定ポイントの座標値を検出して、位置決め補正値を算出し、各構成部材の位置決めを行う位置決め処理部38とを備えている。
軸ぶれ補正部36は、検出ピン28を把持した主軸20を移動して、ワーク保持部16や補正治具100に設けられた所定のX基準検出点および所定のY基準検出点の座標値を取得する。
なお、X基準検出点とはX軸方向の軸ぶれを検出するための検出点であり、X基準検出点における座標値を取得する際には、X基準検出点を含むX軸と平行な直線上を検出ピン28が移動するようにする。また、Y基準検出点とはY軸方向の軸ぶれを検出するための検出点であり、Y基準検出点における座標値を取得する際には、Y基準検出点を含むY軸と平行な直線上を検出ピン28が移動するようにする。
X基準検出点の検出では、検出ピン28のZ軸方向における高さ位置の異なる2点P1、P2それぞれをX基準検出点に接触させ、接触したときのX座標値を取得する。
その後、検出ピン28を180°回転し、再度検出ピン28の点P1、P2それぞれをX基準検出点に接触させて、接触したときのX座標値を取得する。
また、Y基準検出点の検出では、検出ピン28のZ軸方向における高さ位置の異なる2点P3、P4それぞれをY基準検出点に接触させ、接触したときのY座標値を取得する。
その後、検出ピン28を180°回転し、再度検出ピン28の点P3、P4それぞれをY基準検出点に接触させて、接触したときのY座標値を取得する。
そして、こうして取得したX基準検出点のX座標値およびY基準検出点のY座標値を用いて、軸ぶれ補正値を算出するための線形式を作成する。
なお、検出ピン28における点P1、P2については、検出ピン28における任意の2点であり、点P1および点P2は、X基準検出点に接触可能であり、かつ、Z軸方向における高さ位置が異なる。
同様に、検出ピン28における点P3、P4については、検出ピン28における任意の2点であり、点P3および点P4は、Y基準検出点に接触可能であり、かつ、Z軸方向における高さ位置が異なる。
なお、こうした点P1、P2、P3、P4のZ軸方向における高さ位置については、例えば、主軸20のZ軸方向における高さ位置に基づく座標値となる。
ここで、点P1のZ軸方向における高さをh(図3(a)(d)を参照する。)、回転前の点P1におけるX基準検出点のX座標値をx1,0(図3(a)を参照する。)、180°回転後の点P1におけるX基準検出点のX座標値をx1、180(図3(d)を参照する。)、点P2のZ軸方向における高さをh(図3(b)(c)を参照する。)、回転前の点P2におけるX基準検出点のX座標値をx2,0(図3(b)を参照する。)、180°回転後の点P2におけるX基準検出点のX座標値をx2,180(図3(c)を参照する。)とすると、点P1における軸ぶれを補正するための補正値xと、点P2における軸ぶれを補正するための補正値xとは、次式に示すようになる。
=(x1,180−x1,0)/2
=(x2,180−x2,0)/2
従って、図5に示すように、検出ピン28のZ軸方向の高さがhとなる点P0において、所定の測定ポイントのX座標値を検出する際の軸ぶれ補正値xoffsetは、下記(1)式に示すようになる。
Figure 2017087400
このため、検出ピン28がX軸方向に移動して、点P0が所定の測定ポイントに接触したときのX座標値をxとすると、軸ぶれ補正後のX座標値(つまり、所定の測定ポイントの真のX座標値である。)x’は、下記(3)式に示すようになる。
Figure 2017087400
また、点P3のZ軸方向における高さをh(図3(e)(h)を参照する。)、回転前の点P3におけるY基準検出点のY座標値をy3,0(図3(e)を参照する。)、180°回転後の点P3におけるY基準検出点のY座標値をy3、180(図3(h)を参照する。)、点P4のZ軸方向における高さをh(図3(f)(g)を参照する。)、回転前の点P4におけるY基準検出点のY座標値をy4,0(図3(f)を参照する。)、180°回転後の点P4におけるX基準検出点のY座標値をy4,180(図3(g)を参照する。)とすると、点P3における軸ぶれを補正するための補正値yと、点P4における軸ぶれを補正するための補正値yとは、次式に示すようになる。
=(y3,180−y3,0)/2
=(y4,180−y4,0)/2
従って、検出ピン28のZ軸方向の高さがhとなる点P0において、所定の測定ポイントのY座標値を検出する際の軸ぶれ補正値yoffsetは、下記(2)式に示すようになる。
Figure 2017087400
このため、検出ピン28をY軸方向に移動して、点P0が所定の測定ポイントに接触したときのY座標値をyとすると、軸ぶれ補正後のY座標値(つまり、所定の測定ポイントの真のY座標値である。)y’は、下記(4)式に示すようになる。
Figure 2017087400
位置決め処理部38は、検出ピン28を把持した主軸20を移動して、ワーク保持部16や補正治具100に設けられた測定ポイントの座標値を取得するとともに、軸ぶれ補正部36において補正された測定ポイントの座標値から位置決め補正値を算出し、この位置決め補正値に基づいて、主軸20やワーク保持部16などの各構成部材の位置決めを行う。
即ち、位置決め処理部38は、主軸20移動して、検出ピン28が測定ポイントに接触したときの座標値を取得する。こうした測定ポイントは、X座標値を取得する測定ポイントでは、測定ポイントを含むX軸と平行な直線上を検出ピン28が移動するようにし、Y座標値を取得する測定ポイントでは、測定ポイントを含むY軸と平行な直線上を検出ピン28が移動するようにする。
また、測定ポイントの座標値を取得した際には、測定ポイントと接触した検出ピン28における接触点のZ軸方向における高さ(つまり、主軸20のZ軸方向における高さ位置に基づく座標値であり、以下、「接触点の高さ」と適宜に称する。)が取得される。
そして、取得した測定ポイントの座標値とともに接触点の高さを軸ぶれ補正部36に出力する。
軸ぶれ補正部36では、位置決め処理部38から出力された測定ポイントの座標値に対して、軸ぶれ補正値による補正を行い、補正した測定ポイントの座標値を位置決め処理部38に出力する。
その後、位置決め処理部38は、補正された測定ポイントの座標値と、記憶部34に記憶されている測定ポイントの座標値とから位置決め補正値を算出する。
そして、算出した位置決め補正値を用いて、各構成部材の位置決め処理を行う。
なお、位置決め補正値の具体的な算出方法や位置決め補正値を用いて各構成部材の位置決めを行う処理については、従来より公知の技術を用いることができるため、その詳細な説明は省略する。
以上の構成において、工場出荷時や部品交換時などの所定のタイミングでなされる軸ぶれ補正値算出処理および位置決め処理について説明する。
なお、軸ぶれ補正値算出処理は、主軸20における検出ピン28の軸ぶれを補正するための軸ぶれ補正値を算出するための処理であり、この処理においては、基準検出点を検出する検出処理がなされる。
また、位置決め処理は、各構成部材の位置決めを行うための処理であり、この処理においては、測定ポイントを検出する検出処理がなされる。
まず、作業者が、ワーク保持部16における回転部材24に補正治具100を保持させ、図示しない操作子により位置決め処理を開始する操作がなされると、マイクロコンピューター18により、まず、軸ぶれ補正値算出処理が開始される。
ここで、図5のフローチャートには、軸ぶれ補正値算出処理の詳細な処理内容が示されている。
この図5に示す軸ぶれ補正値算出処理では、まず、ワーク保持部16のマガジン部30に収納された検出ピン28を主軸20に取り付ける(ステップS502)。
そして、X基準検出点を通るX軸と平行な直線(以下、「直線X」と適宜に称する。)上に、検出ピン28における任意の点P1が位置した状態で主軸20をX軸方向に移動させ、検出ピン28がX基準検出点と接触したときのX座標値x1,0を取得する(ステップS504)。
また、このステップS504の処理では、点P1のZ軸方向における高さh(つまり、Z軸方向における検出ピン28の先端部から点P1までの長さを表す値である。)を取得する。
次に、直線X上に、検出ピン28における点P1とZ軸方向における高さ位置の異なる点P2が位置した状態で主軸20をX軸方向に移動させ、検出ピン28がX基準検出点と接触したときのX座標値x2,0を取得する(ステップS506)。
また、このステップS506の処理では、点P2のZ軸方向における高さh(つまり、Z軸方向における検出ピン28の先端部から点P2までの長さを表す値である。)を取得する。
検出ピン28の点P1、P2でのX基準検出点の検出が完了すると、Y基準検出点を通るY軸と平行な直線(以下、「直線Y」と適宜に称する。)上に、検出ピン28における任意の点P3が位置した状態で主軸20をY軸方向に移動させ、検出ピン28がY基準検出点と接触したときのY座標値Y3,0を取得する(ステップS508)。
また、このステップS508の処理では、点P3のZ軸方向における高さh(つまり、Z軸方向における検出ピン28の先端部から点P3までの長さを表す値である。)を取得する。
その後、直線Y上に、検出ピン28における点P3とZ軸方向における高さ位置の異なる点P4が位置した状態で主軸20をY軸方向に移動させ、検出ピン28がY基準検出点と接触したときのY座標値Y4,0を取得する(ステップS510)。
また、このステップS510の処理では、点P4のZ軸方向における高さh(つまり、Z軸方向における検出ピン28の先端部から点P4までの長さを表す値である。)を取得する。
次に、主軸20を回転して、検出ピン28を180°回転する(ステップS512)。
そして、直線Y上に、180°回転した状態の検出ピン28における点P4が位置した状態で主軸20をY軸方向に移動させ、検出ピン28がY基準検出点と接触したときのY座標値y4,180を取得する(ステップS514)。
その後、直線Y上に、180°回転した状態の検出ピン28における点P3が位置した状態で主軸20をY軸方向に移動させ、検出ピン28がY基準検出点と接触したときのY座標値y3,180を取得する(ステップS516)。
180°回転した状態の検出ピン28の点P3、P4でのY基準検出点の検出が完了すると、直線X上に、180°回転した状態の検出ピン28における点P1が位置した状態で主軸20をX軸方向に移動させ、検出ピン28がX基準検出点と接触したときのX座標値x1,180を取得する(ステップS518)。
次に、直線X上に、180°回転した状態の検出ピン28における点P2が位置した上位で主軸20をX軸方向に移動させ、検出ピン28がX基準検出点と接触したときのX座標値x2,180を取得する(ステップS520)。
こうしてX座標値x1,0、x1,180、x2,0、x2,180およびY座標値y3,0、y3,180、y4,0、y4,180を取得すると、取得したこれらX座標値およびY座標値を用いて軸ぶれ補正値を算出するための線形式を作成し(ステップS522)、軸ぶれ補正値算出処理を終了する。
即ち、このステップS522の処理においては、取得したX座標値x1,0、x1,180、x2,0、x2,180および点P1の高さh、点P2の高さhを用いて、X軸方向の軸ぶれ補正値を算出するための上記(1)式を作成するとともに、取得したY座標値y3,0、y3,180、y4,0、y4,180および点P3の高さh、点P4の高さhを用いて、Y軸方向に軸ぶれ補正値を算出するための上記(2)式を作成する。
こうして、軸ぶれ補正値算出処理により軸ぶれ補正値が算出されると、次に、位置決め処理が開始される。
ここで、図6のフローチャートには、位置決め処理の詳細な処理内容が示されている。
この図6に示す位置決め処理では、まず、補正治具100やワーク保持部16に設けられた測定ポイントのうち、まだ検出を行っていない測定ポイントのうちの1つを選択する(ステップS602)。
次に、選択した測定ポイントの検出を実行する(ステップS604)。
即ち、ステップS604の処理では、選択された測定ポイントに対して、検出ピン28をX軸方向あるいはY軸方向に移動させて、検出ピン28が測定ポイントに接触したときの座標値を取得する。
なお、このとき、測定ポイントと接触した検出ピン28の接触点P0のZ軸方向における高さh(つまり、Z軸方向における検出ピン28の先端部から点P0までの長さを表す値である。)を取得する。
測定ポイントを検出すると、次に、測定ポイントを検出する際に、検出ピン28をX軸方向で移動したか否かの判断を行う(ステップS606)。
即ち、このステップS606の判断処理では、ステップS604の処理における測定ポイントの検出の際に、検出ピン28をX軸方向に移動したのか、あるいは、Y軸方向に移動したのかを判断することとなる。
ステップS606の判断処理において、検出ピン28をX軸方向に移動したと判断されると、測定ポイントを検出して取得したX座標値に、軸ぶれ補正値算出処理により算出した軸ぶれ補正値を用いて軸ぶれの補正を行う(ステップS608)。
即ち、このステップS608の処理では、上記(3)式により補正後のX座標値を取得する。
また、ステップS606の判断処理において、検出ピン28をY軸方向に移動した、つまり、X軸方向に移動していないと判断されると、測定ポイントを検出して取得したY座標値に、軸ぶれ補正値算出処理により算出した軸ぶれ補正値を用いて軸ぶれの補正を行う(ステップS610)。
即ち、このステップS610の処理では、上記(4)式により補正後のY座標値を取得する。
こうして測定ポイントを検出して取得した座標値への軸ぶれ補正を行うと、次に、全ての測定ポイントを検出したか否かの判断を行い(ステップS612)、全ての測定ポイントを検出していないと判断されると、ステップS602の処理に戻り、ステップS602以降の処理を行う。
また、ステップS612の判断処理で、全ての測定ポイントを検出したと判断されると、軸ぶれ補正された座標値(つまり、ステップS608、610の処理で取得した軸ぶれ補正後のX座標値およびY座標値である。)を用いて、位置決め補正値を算出し(ステップS614)、その後、位置決め補正値を用いて、各構成部材の位置決めを行い(ステップS616)、位置決め処理を終了する。
なお、ステップS614の処理における位置決め補正値の算出方法やステップS616の処理における位置決め方法については、従来より公知の技術を用いることができるため、その詳細な説明は省略する。
以上において説明したように、本発明による補正方法を実行する加工装置10は、主軸20に取り付けられた検出ピン28の軸ぶれを補正するために、ワーク保持部16あるいは補正治具100に設けられた所定のX基準検出点および所定のY基準検出点に対してそれぞれ、検出ピン28の異なる2つの高さに位置する2点を、接触させて座標値を取得するようにした。
さらに、検出ピン28を180°回転し、180°回転した状態の検出ピン28における上記2点を、所定のX基準検出点および所定のY基準検出点にそれぞれ接触させて座標値を取得するようにした。
その後、取得した2つのX座標値および上記2点の検出ピン28の先端部からのZ軸方向における高さを用いて、X座標値の軸ぶれ補正値を算出するための線形式として上記(1)式を作成するとともに、取得した2つのY座標値および上記2点の検出ピン28の先端部からのZ軸方向における高さを用いて、Y座標値の軸ぶれ補正値を算出するための線形式として上記(2)式を作成するようにした。
そして、位置決めを行うための測定ポイントを算出した際には、上記(1)式より作成された上記(3)式および上記(2)式より作成した上記(4)式を用いて測定ポイントの座標値に対して、検出ピン28の軸ぶれの補正を行うようにした。
これにより、本発明による補正方法を実行する加工装置10においては、より適正な軸ぶれ補正値を取得することができるようになり、適正な測定ポイントの座標値を取得することができるようになる。
これにより、本発明による補正方法を実行する加工装置10によれば、主軸20に検出ピン28が軸ぶれした状態で取り付けられても、より適正な位置決め補正値を算出することができ、適正な位置決めを行うことができるようになる。
なお、上記した実施の形態は、以下の(1)乃至(5)に示すように変形するようにしてもよい。
(1)上記した実施の形態においては、軸ぶれ補正値算出処理において、X座標値x1,0、X座標値x2,0、Y座標値y3,0、Y座標値y4,0の順で座標値を取得し、検出ピン28を180°回転した後にY座標値y4,180、Y座標値y3,180、X座標値x1,180、X座標値x2,180の順で座標値を取得するようにしたがこれに限られるものではないことは勿論であり、各座標値の取得の順番は、どのような順序であってもよい。
(2)上記した実施の形態においては、特に記載しなかったが、検出ピン28を回転する方法としては、従来より公知の技術を用いることができるものであり、例えば、主軸20を回転角度の制御可能な構成とし、主軸20の回転角度により検出ピン28の回転角度を調整するようにしてもよいし、主軸20を回転角度を制御不可能な構成とし、主軸20に取り付けられた検出ピン28を所定の構成部材に押し付けながら、主軸20を移動させて検出ピン28を回転し、この主軸20の移動量を制御することにより、検出ピン28の回転角度を調整するようにしてもよい。
(3)上記した実施の形態においては、特に記載しなかったが、本発明による検出方法を実行する加工装置10としては、例えば、ワーク200としてデンタル用セラミックを用い、デンタル用セラミックを所望の形状に形成するようにした義歯加工装置として用いることができる。
(4)上記した実施の形態においては、位置決め処理において、測定ポイントを検出した後に、測定ポイントを検出する際に検出ピン28をX軸方向で移動したか否かの判断を行うようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。
即ち、記憶部34に記憶された測定ポイントに、当該測定ポイントを検出する際に検出ピン28をX軸方向で移動するか否かの情報を関連付けて記憶させておき、測定ポイントを選択した後に、選択された測定ポイントを検出の際には検出ピン28がX軸方向で移動するか否かの判断を行うようにしてもよい。
そして、測定ポイントを検出して、測定ポイントの座標値を取得すると、X軸方向で移動すると判断された場合には、上記(3)式により補正後の座標値を取得し、Y軸方向で移動すると判断された場合には、上記(4)式により補正後の座標値を取得する。
(5)上記した実施の形態ならびに上記した(1)および(4)に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
本発明は、ワークに対して加工処理を行う加工装置に用いて好適である。
10 加工装置、16 ワーク保持部、18 マイクロコンピューター、20 主軸、26 加工工具、28 検出ピン、30 マガジン部、32 制御部、34 記憶部、36 軸ぶれ補正部、38 位置決め補正部、100 補正治具、200 ワーク

Claims (6)

  1. XYZ直交座標系におけるZ軸周りに回転可能な検出ピンの軸ぶれを補正する補正方法において、
    前記検出ピンにおける第1の点を予め設定された検出点に接触することにより、前記検出点の第1の座標値を取得するとともに、前記第1の点の前記検出ピンの先端部からZ軸方向における長さたる第1の高さを取得し、前記検出ピンにおける第1の点とZ軸方向で異なる第2の点を前記検出点に接触することにより、前記検出点の第2の座標値を取得するとともに、前記第2の点の前記検出ピンの先端部からのZ軸方向における長さたる第2の高さを取得する第1の工程と、
    前記検出ピンを180°回転した状態で、前記第1の点を前記検出点に接触することにより、前記検出点の第3の座標値を取得するとともに、前記第2の点を前記検出点に接触することにより、前記検出点の第4の座標値を取得する第2の工程と、
    前記第1の工程および前記第2の工程で取得した値に基づいて、前記検出ピンの任意の点の前記検出ピンの先端部からZ軸方向における長さたる第3の高さを変数とした線形式を、前記検出ピンの軸ぶれを補正するための補正値として作成する第3の工程と
    を有することを特徴とする補正方法。
  2. 請求項1に記載の補正方法において、さらに、
    前記検出ピンの前記任意の点が接触した所定の検出点の座標値に対して、前記第3の工程で作成した前記線形式に前記第3の高さを代入して算出した補正値を加算して、該所定の検出点の座標値を補正する第4の工程と
    を有することを特徴とする補正方法。
  3. 請求項1または2のいずれか1項に記載の補正方法において、
    前記検出点がX軸方向の前記検出ピンの軸ぶれを補正するための検出点である場合には、
    前記第1の座標値をx1,0、前記第3の座標値をx1,180とすると、前記第1の高さにおける前記検出ピンの軸ぶれを補正する第1の補正値xは、
    =(x1,180−x1,0)/2
    となり、
    前記第2の座標値をx2,0、前記第4の座標値をx2,180とすると、前記第2の高さにおける前記検出ピンの軸ぶれを補正する第2の補正値xは、
    =(x2,180−x2,0)/2
    となり、
    前記第1の高さをh、前記第2の高さをh、前記所定の検出点の座標値をx、前記第3の高さをh、前記検出ピンの前記第3の高さhにおける点において任意の検出点のX座標値を検出する際の軸ぶれ補正値をxoffsetとすると、前記第3の工程で算出される前記線形式は、(1)式を満たし、
    前記検出点がY軸方向の前記検出ピンの軸ぶれを補正するための検出点である場合には、
    前記第1の座標値をy3,0、前記第3の座標値をy3,180とすると、前記第1の高さにおける前記検出ピンの軸ぶれを補正する第1の補正値yは、
    =(y3,180−y3,0)/2
    となり、
    前記第2の座標値をy4,0、前記第4の座標値をy4,180とすると、前記第2の高さにおける前記検出ピンの軸ぶれを補正する第2の補正値yは、
    =(y4,0−y4,180)/2
    となり、
    前記第1の高さをh、前記第2の高さをh、前記所定の検出点の座標値をy、前記第3の高さをh、前記検出ピンの前記第3の高さhにおける点において任意の検出点のY座標値を検出する際の軸ぶれ補正値をyoffsetとすると、前記第3の工程で作成される前記線形式は、(2)式を満たす
    ことを特徴とする補正方法。
    Figure 2017087400
    Figure 2017087400
  4. XYZ直交座標系におけるZ軸周りに回転可能に配設された検出ピンを備えるとともに、前記検出ピンを180°回転することが可能な検出手段と、
    前記検出ピンにおける第1の点を予め設定された検出点に接触することにより、前記検出点の第1の座標値を取得するとともに、前記第1の点の前記検出ピンの先端部からのZ軸方向における長さたる第1の高さを取得し、前記検出ピンにおける前記第1の点とZ軸方向で異なる第2の点を前記検出点に接触することにより、前記検出点の第2の座標値を取得するとともに、前記第2の点の前記検出ピンの先端部からのZ軸方向における長さたる第2の高さを取得し、前記検出ピンを180°回転し、180°回転した状態の前記検出ピンにおける前記第1の点を前記検出点に接触することにより第3の座標値を取得し、180°回転した状態の前記検出ピンにおける前記第2の点を前記検出点に接触することにより第4の座標値を取得する第1の取得手段と、
    前記第1の取得手段で所得した値に基づいて、前記検出ピンの任意の点の前記検出ピンの先端部からZ軸方向における長さたる第3の高さを変数とした線形式を、前記検出ピンの軸ぶれを補正するための補正値として作成する作成手段と
    を有することを特徴とする補正装置。
  5. 請求項4に記載の補正装置において、さらに、
    前記検出ピンの前記任意の点を所定の検出点に接触することにより、前記所定の検出点の第5の座標値を取得するとともに、前記第3の高さを取得する第2の取得手段と、
    前記第5の座標値に対して、前記作成手段で作成した前記線形式に前記第3の高さを代入して算出した補正値を加算して、前記第5の座標値を補正する補正手段と
    を有することを特徴とする補正装置。
  6. 請求項4または5のいずれか1項に記載の補正装置において、
    前記検出点がX軸方向の前記検出ピンの軸ぶれを補正するための検出点である場合には、
    前記第1の座標値をx1,0、前記第3の座標値をx1,180とすると、前記第1の高さにおける前記検出ピンの軸ぶれを補正する第1の補正値xは、
    =(x1,180−x1,0)/2
    となり、
    前記第2の座標値をx2,0、前記第4の座標値をx2,180とすると、前記第2の高さにおける前記検出ピンの軸ぶれを補正する第2の補正値xは、
    =(x2,180−x2,0)/2
    となり、
    前記第1の高さをh、前記第2の高さをh、前記所定の検出点の座標値をx、前記第3の高さをh、前記検出ピンの前記第3の高さhにおける点において任意の検出点のX座標値を検出する際の軸ぶれ補正値をxoffsetとすると、前記作成手段で算出される前記線形式は、(1)式を満たし、
    前記検出点がY軸方向の前記検出ピンの軸ぶれを補正するための検出点である場合には、
    前記第1の座標値をy3,0、前記第3の座標値をy3,180とすると、前記第1の高さにおける前記検出ピンの軸ぶれを補正する第1の補正値yは、
    =(y3,180−y3,0)/2
    となり、
    前記第2の座標値をy4,0、前記第4の座標値をy4,180とすると、前記第2の高さにおける前記検出ピンの軸ぶれを補正する第2の補正値yは、
    =(y4,0−y4,180)/2
    となり、
    前記第1の高さをh、前記第2の高さをh、前記所定の検出点の座標値をy、前記第3の高さをh、前記検出ピンの前記第3の高さhにおける点において任意の検出点のY座標値を検出する際の軸ぶれ補正値をyoffsetとすると、前記作成手段で作成される前記線形式は、(2)式を満たす
    ことを特徴とする補正装置。
    Figure 2017087400
    Figure 2017087400
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