JP2018001337A - Machine tool - Google Patents

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健司 ▲桑▼山
健司 ▲桑▼山
Kenji Kuwayama
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a machine tool which improves machining accuracy by reducing the influence of thermal displacement in a measurement section.SOLUTION: A machine tool 1 includes: a workpiece holding section 40; a first reference section 51A; a tool holding section 62 which has a second reference section 62A facing the workpiece holding section; a support section 62X for movably supporting the tool holding section 62; a movement control section 751X for linearly moving the tool holding section 62 in a prescribed direction by driving the support section 62X; a probe 52 which has a first abutting section 522A and a second abutting section 523A; an output section 55 which outputs a signal according to the position of the probe 52 in the prescribed direction; and a probe movement amount calculation section 752 which calculates the movement amount of the probe 52 on the basis of the signal.SELECTED DRAWING: Figure 12

Description

本発明は、工作機械に関する。   The present invention relates to a machine tool.

NC旋盤等の工作機械では、運転に伴いモータ等の駆動部で発生した熱が工作機械の各部に伝わることにより、熱膨張に伴う構造の変形や歪み(熱変位)が生じる。その結果、切削加工時に、ツールの先端がワークに対して本来の位置からずれた位置に送られることで、加工精度が低下してしまう場合がある。   In a machine tool such as an NC lathe, heat generated in a drive unit such as a motor is transmitted to each part of the machine tool during operation, thereby causing structural deformation and distortion (thermal displacement) due to thermal expansion. As a result, during cutting, the tool tip may be sent to a position shifted from the original position with respect to the workpiece, which may reduce the processing accuracy.

熱変位の対策としては、例えば、特許文献1に記載のツール補正方法が知られている。当該ツール補正方法では、ワークを保持するセンター軸線と、ツール保持部の該センター軸線と平行な基準軸線との間隔を検出し、検出値が直近の検出値に対して変化した分に応じて補正量を算出する。   As a countermeasure against thermal displacement, for example, a tool correction method described in Patent Document 1 is known. In the tool correction method, the distance between the center axis holding the workpiece and the reference axis parallel to the center axis of the tool holding unit is detected, and the detection value is corrected according to the change in the latest detection value. Calculate the amount.

また、別の対策として、加工を始める前に暖機運転を行う方法が知られている。暖機運転とは、工作機械の駆動部で発生した熱による熱変位が充分に安定するまで工作機械を運転することにより、工作機械を所望の精度で加工を行える状態にすることをいう。   As another countermeasure, a method of performing a warm-up operation before starting machining is known. The warm-up operation refers to bringing the machine tool into a state where machining can be performed with a desired accuracy by operating the machine tool until the thermal displacement due to the heat generated in the drive unit of the machine tool is sufficiently stabilized.

特開昭56−134157号公報JP-A-56-134157

しかしながら、特許文献1に記載のツール補正方法では、センター軸線とツール保持部の基準軸線との間隔を検出するための測定部に熱による以下の二つの誤差が生じる。一つは、測定部を構成する部材の熱膨張がツール部の熱膨張と異なることによる誤差、もう一つは、熱影響による検出回路系の出力誤差(温度ドリフト)である。測定値にこれらの誤差が含まれることにより、正確な補正値が測定できず、加工の精度が低下してしまっていた。   However, in the tool correction method described in Patent Document 1, the following two errors due to heat occur in the measurement unit for detecting the distance between the center axis and the reference axis of the tool holding unit. One is an error due to the thermal expansion of the member constituting the measurement unit being different from the thermal expansion of the tool unit, and the other is an output error (temperature drift) of the detection circuit system due to thermal effects. Since these errors are included in the measurement value, an accurate correction value cannot be measured, and the processing accuracy is lowered.

また、暖機運転を行う方法では、暖機運転のためのコストが発生するだけでなく、暖機運転に要する時間のために、工作機械の実質的な稼働時間が減少してしまう。また、工作機械を一端停止してしまうと、加工再開時に再び暖機運転が必要となるため、工作機械を柔軟に始動及び/又は停止することができなくなってしまう。   Further, in the method for performing the warm-up operation, not only the cost for the warm-up operation is generated, but also the substantial operation time of the machine tool is reduced due to the time required for the warm-up operation. Further, if the machine tool is stopped once, warm-up operation is required again when machining is resumed, so that the machine tool cannot be flexibly started and / or stopped.

そこで、本発明は、上述した問題点を解消することを可能とした工作機械を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a machine tool that can solve the above-described problems.

また、本発明は、暖機運転を行わずとも高精度に加工が可能な工作機械を提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide a machine tool that can perform machining with high accuracy without performing warm-up operation.

本発明に係る工作機械は、ワークを回転可能に保持するためのワーク保持部と、ワーク保持部に固定された第1基準部と、ワーク保持部に対向する第2基準部を有し、ツールを保持するためのツール保持部と、ツール保持部を、ワークの回転軸に直交する所定方向に直線的に移動可能に支持するための支持部と、支持部を駆動することにより、ツール保持部を所定方向に直線的に移動させるための移動制御部と、第1基準部に当接するための第1当接部及び第2基準部に当接するための第2当接部を有し、第1当接部が第1基準部に当接した位置を原点位置とする測定子と、測定子の所定方向における位置に応じた信号を出力する出力部と、移動制御部が基準位置データに基づいてツール保持部を所定位置に移動させることにより、ツール保持部が第2基準部を第2当接部に当接させながら測定子を原点位置から第1当接部と第1基準部とが離隔する位置まで移動させたとき、測定子の移動量を信号に基づいて算出する測定子移動量算出部と、を有することを特徴とする。   A machine tool according to the present invention has a workpiece holding portion for holding a workpiece rotatably, a first reference portion fixed to the workpiece holding portion, and a second reference portion facing the workpiece holding portion, and a tool A tool holding unit for holding the tool, a support unit for supporting the tool holding unit so as to be linearly movable in a predetermined direction orthogonal to the rotation axis of the workpiece, and a tool holding unit by driving the support unit. A movement control unit for linearly moving the first reference unit, a first contact unit for contacting the first reference unit, and a second contact unit for contacting the second reference unit. Based on the reference position data, the measuring element whose origin position is the position where the one abutting part is in contact with the first reference part, the output part that outputs a signal corresponding to the position of the measuring element in the predetermined direction, and the movement control part By moving the tool holder to a predetermined position, When the part moves the measuring element from the origin position to a position where the first contacting part and the first reference part are separated while the second reference part is in contact with the second contacting part, the amount of movement of the measuring element is And a measuring element movement amount calculation unit that calculates based on the signal.

本発明に係る工作機械は、算出された移動量に基づいて、ワーク原点を補正するワーク原点補正部を更に有することが好ましい。   It is preferable that the machine tool according to the present invention further includes a workpiece origin correction unit that corrects the workpiece origin based on the calculated movement amount.

本発明に係る工作機械では、ツール保持部が所定位置に配置されている場合の所定方向におけるワークの回転軸と第2基準部との間隔に対する第2基準部と第1基準部との間隔の割合は、0.1〜15%となるように設定されていることが好ましい。   In the machine tool according to the present invention, the interval between the second reference portion and the first reference portion relative to the interval between the rotation axis of the workpiece and the second reference portion in a predetermined direction when the tool holding portion is disposed at a predetermined position. The ratio is preferably set to be 0.1 to 15%.

本発明に係る工作機械では、ツール保持部に保持された、ワークを加工するためのツールを更に有することが好ましい。   In the machine tool which concerns on this invention, it is preferable to further have the tool for processing a workpiece | work hold | maintained at the tool holding part.

本発明に係る工作機械では、ワーク保持部の線膨張係数とツールの線膨張係数とは略同じに設定されることが好ましい。   In the machine tool according to the present invention, it is preferable that the linear expansion coefficient of the workpiece holding portion and the linear expansion coefficient of the tool are set to be substantially the same.

本発明に係る工作機械では、ワーク保持部とツールは、同一の母材から構成されることが好ましい。   In the machine tool according to the present invention, it is preferable that the workpiece holding unit and the tool are made of the same base material.

本発明に係る工作機械のワーク原点の補正方法は、ワークを回転可能に保持するためのワーク保持部と、ワーク保持部に固定された第1基準部と、ワークを加工するためのツールと、ワーク保持部に対向する第2基準部を有し且つツールを保持するためのツール保持部と、ツール保持部をワークの回転軸に直交する所定方向に直線的に移動可能に支持するための支持部と、支持部を駆動することによりツール保持部を所定方向に直線的に移動させるための移動制御部と、第1基準部に当接するための第1当接部及び第2基準部に当接するための第2当接部を有する測定子と、測定子の所定方向における位置に応じた信号を出力する出力部と、を有する工作機械のワーク原点の補正方法であって、第1当接部が第1基準部に当接した原点位置を検出するステップと、移動制御部が、基準位置データに基づいてツール保持部を所定位置に移動させるステップと、ツール保持部が、第2基準部を第2当接部に当接させながら測定子を原点位置から第1当接部と第1基準部とが離隔する位置まで移動させて、測定子の移動量を信号に基づいて算出するステップと、算出された移動量に基づいて、ワーク原点を補正するステップと、を有することを特徴とする。   A workpiece origin correction method for a machine tool according to the present invention includes a workpiece holding portion for holding a workpiece rotatably, a first reference portion fixed to the workpiece holding portion, a tool for machining the workpiece, A tool holding unit having a second reference portion facing the workpiece holding unit and holding the tool, and a support for supporting the tool holding unit so as to be linearly movable in a predetermined direction perpendicular to the rotation axis of the workpiece. , A movement control unit for linearly moving the tool holding unit in a predetermined direction by driving the support unit, and a first contact unit and a second reference unit for contacting the first reference unit. A method for correcting the workpiece origin of a machine tool, comprising: a measuring element having a second abutting part for contact; and an output part for outputting a signal corresponding to the position of the measuring element in a predetermined direction. The origin position where the part contacts the first reference part And a step in which the movement control unit moves the tool holding unit to a predetermined position based on the reference position data, and a tool holding unit causes the second reference unit to abut against the second abutting unit. Moving from the origin position to a position where the first contact portion and the first reference portion are separated from each other, and calculating the movement amount of the probe based on the signal, and the workpiece origin based on the calculated movement amount. And a step of correcting.

本発明によれば、加工の度に暖機運転を行わずとも、高精度に加工を行うことが可能な工作機械を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the machine tool which can process with high precision, without performing a warming-up driving | operation every time it processes.

本発明に係る工作機械1の斜視図である。1 is a perspective view of a machine tool 1 according to the present invention. 工作機械1の部分正面図である。1 is a partial front view of a machine tool 1. 工作機械1の部分平面図である。1 is a partial plan view of a machine tool 1. 測定部50の概略構成を説明するための図である。4 is a diagram for explaining a schematic configuration of a measurement unit 50. FIG. 制御部70の概略構成を説明するための図である。3 is a diagram for explaining a schematic configuration of a control unit 70. FIG. 測定子位置テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a probe position table. 測定子基準移動量測定処理の動作フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operation | movement flow of a measuring element reference | standard movement amount measurement process. 測定子基準移動量測定処理における工作機械1の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the machine tool 1 in a measuring element reference | standard movement amount measurement process. ワーク原点補正処理の動作フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operation | movement flow of a workpiece | work origin correction process. ワーク原点補正処理における工作機械1の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the machine tool 1 in a workpiece | work origin correction process. 切削加工処理の動作フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operation | movement flow of a cutting process. 工作機械1の模式的な部分正面図である。1 is a schematic partial front view of a machine tool 1. FIG.

以下、添付図面を参照して、本発明の様々な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。   Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, and extends to the invention described in the claims and equivalents thereof.

図1は、本発明に係る工作機械1の斜視図であり、図2は、工作機械1の部分正面図であり、図3は、工作機械1の部分平面図である。図1〜3では、水平方向に延伸する軸をX軸、鉛直方向に延伸する軸をY軸、X軸及びY軸に直交する軸をZ軸とする。   FIG. 1 is a perspective view of a machine tool 1 according to the present invention, FIG. 2 is a partial front view of the machine tool 1, and FIG. 3 is a partial plan view of the machine tool 1. 1 to 3, an axis extending in the horizontal direction is an X axis, an axis extending in the vertical direction is a Y axis, and an axis orthogonal to the X axis and the Y axis is a Z axis.

工作機械1は、ベッド10、主軸装置30、ガイドブッシュ装置40、測定部50、ツール装置60、制御部70、及び保護カバー80を有する。   The machine tool 1 includes a bed 10, a spindle device 30, a guide bush device 40, a measurement unit 50, a tool device 60, a control unit 70, and a protective cover 80.

ベッド10は、金属製の略直方体状の土台である。ベッド10は、X軸及びZ軸に略平行な面(XZ面)を有する。   The bed 10 is a metal substantially rectangular parallelepiped base. The bed 10 has a plane (XZ plane) substantially parallel to the X axis and the Z axis.

主軸装置30は、主軸台31、主軸台駆動部31Z、主軸32、及び主軸駆動部32Aを有する。   The spindle device 30 includes a spindle stock 31, a spindle drive unit 31Z, a spindle 32, and a spindle drive unit 32A.

主軸台31は、図3の矢印S1に示す様にZ軸方向に沿って移動可能に主軸台駆動部31Zによって支持された金属製の部材である。   The head stock 31 is a metal member supported by the head stock driving section 31Z so as to be movable along the Z-axis direction as indicated by an arrow S1 in FIG.

主軸台駆動部31Zは、Z軸方向に延伸する金属製のレールLZ1、LZ2と、レールLZ1及びLZ2の間に配置されZ軸方向に延伸するボールネジBZと、ボールネジBZを回転駆動するための不図示の主軸台駆動モータとを有する。レールLZ1、LZ2及びボールネジBZはそれぞれ、ベッド10のXZ面上に固定されている。主軸台駆動部31Zは、後述する主軸台移動信号を受信すると、主軸台駆動モータを駆動することにより、主軸台移動信号に対応する位置へ、主軸台31をZ軸方向に沿って移動させる。   The headstock drive unit 31Z includes metal rails LZ1 and LZ2 extending in the Z-axis direction, a ball screw BZ disposed between the rails LZ1 and LZ2, and extending in the Z-axis direction, and a non-rotating drive for rotating the ball screw BZ. The spindle head drive motor shown in the figure. The rails LZ1, LZ2 and the ball screw BZ are fixed on the XZ surface of the bed 10, respectively. Upon receiving a spindle head movement signal, which will be described later, the spindle head driving unit 31Z drives the spindle head driving motor to move the spindle head 31 along the Z-axis direction to a position corresponding to the spindle head movement signal.

主軸32は、主軸駆動部32AによってZ軸方向に延伸する回転軸Oの周りに回転可能に支持された金属製の略円筒状の部材である。主軸32は、棒状のワーク(被削材)2を回転軸Oに沿って保持することができる。   The main shaft 32 is a substantially cylindrical member made of metal that is rotatably supported around a rotation axis O extending in the Z-axis direction by the main shaft driving unit 32A. The main shaft 32 can hold a rod-shaped workpiece (workpiece) 2 along the rotation axis O.

主軸駆動部32Aは、主軸台31の上部に固定された金属製の部材である。主軸駆動部32Aは、主軸32の一端が不図示の減速機を介して連結された不図示の主軸駆動モータを有する。主軸駆動部32Aは、後述する主軸回転指示信号を受信すると、主軸回転指示信号に対応する速度で、主軸32を回転軸Oの周りに回転させる。   The spindle drive unit 32 </ b> A is a metal member fixed to the upper part of the spindle stock 31. The main shaft drive unit 32A has a main shaft drive motor (not shown) in which one end of the main shaft 32 is connected via a speed reducer (not shown). Upon receiving a spindle rotation instruction signal, which will be described later, the spindle driving unit 32A rotates the spindle 32 around the rotation axis O at a speed corresponding to the spindle rotation instruction signal.

ガイドブッシュ装置40は、ガイドブッシュ支持体41、ガイドブッシュ42、及びプレート43を有する。   The guide bush device 40 includes a guide bush support 41, a guide bush 42, and a plate 43.

ガイドブッシュ支持体41は、主軸台31の+Z側においてベッド10のXZ面上に固定された、鋳鉄を母材とする部材である。ここで、母材とは、部材や部品の主要部分を構成する素材のことをいう。ガイドブッシュ支持体41には、回転軸Oに一致する軸線を有する不図示の貫通孔が形成されている。ガイドブッシュ支持体41は、ワーク2を回転軸Oの周りに回転可能に保持するためのワーク保持部として機能する。   The guide bush support 41 is a member made of cast iron as a base material, which is fixed on the XZ surface of the bed 10 on the + Z side of the headstock 31. Here, the base material refers to a material constituting a main part of a member or a part. The guide bush support 41 is formed with a through hole (not shown) having an axis line that coincides with the rotation axis O. The guide bush support body 41 functions as a work holding portion for holding the work 2 so as to be rotatable around the rotation axis O.

ガイドブッシュ42は、金属製の略円筒状の部材である。ガイドブッシュ42は、一部をガイドブッシュ支持体41から主軸台31に対して反対側へ突出させて、ガイドブッシュ支持体41に形成された貫通孔内に固定されている。ガイドブッシュ42には、回転軸Oに一致する軸線を有する貫通孔が形成されている。ガイドブッシュ42は、ワーク2を、ガイドブッシュ42から主軸台31に対して反対側へ突出させるようにして当該貫通孔に挿通させ、回転軸Oの周りに回転可能且つZ軸方向に移動可能に保持することができる。   The guide bush 42 is a substantially cylindrical member made of metal. A part of the guide bush 42 protrudes from the guide bush support 41 to the opposite side with respect to the headstock 31 and is fixed in a through hole formed in the guide bush support 41. The guide bush 42 is formed with a through hole having an axis that coincides with the rotation axis O. The guide bush 42 is inserted into the through hole so that the work 2 protrudes from the guide bush 42 to the opposite side to the headstock 31, and can rotate around the rotation axis O and move in the Z-axis direction. Can be held.

プレート43は、ガイドブッシュ42の下部においてガイドブッシュ支持体41に固定された金属製の略板上の部材である。   The plate 43 is a member on a substantially metal plate fixed to the guide bush support 41 at the lower part of the guide bush 42.

測定部50は、プレート43を介してガイドブッシュ支持体41に固定されたケース51と、ケース51内に一部が収容された測定子52とを有する。測定子52の+X側端部には、後述するスライダ62に当接するための第2当接部523Aが形成されている。測定部50の構成については後述する。   The measuring unit 50 includes a case 51 fixed to the guide bush support 41 via a plate 43 and a measuring element 52 partially accommodated in the case 51. A second abutting portion 523A for abutting against a slider 62 described later is formed at the + X side end portion of the measuring element 52. The configuration of the measurement unit 50 will be described later.

ツール装置60は、支持体61、スライダ62、スライダ駆動部62X、刃物台63、刃物台駆動部63Y、及びツール64を有する。   The tool device 60 includes a support body 61, a slider 62, a slider driving unit 62 </ b> X, a tool post 63, a tool post driving unit 63 </ b> Y, and a tool 64.

支持体61は、ガイドブッシュ支持体41の+X側において、ベッド10のXZ面上に固定された金属製の部材である。支持体61は、X軸及びY軸に平行な面(XY面)を有する。   The support body 61 is a metal member fixed on the XZ surface of the bed 10 on the + X side of the guide bush support body 41. The support 61 has a plane (XY plane) parallel to the X axis and the Y axis.

スライダ62は、図2及び図3の矢印S2に示す様にX軸方向に沿って移動可能にスライダ駆動部62Xによって支持された金属製の部材である。スライダ62の測定部50に対向する側には、測定子52に当接するための当接面62Aが形成されている。   The slider 62 is a metal member supported by the slider drive unit 62X so as to be movable along the X-axis direction as indicated by an arrow S2 in FIGS. A contact surface 62 </ b> A for contacting the measuring element 52 is formed on the side of the slider 62 facing the measurement unit 50.

スライダ駆動部62Xは、X軸方向に延伸する金属製のレールLX1、LX2と、レールLX1及びLX2の間に配置されX軸方向に延伸するボールネジBXと、ボールネジBXを回転駆動するための不図示のスライダ駆動モータとを有する。レールLX1、LX2及びボールネジBXはそれぞれ、支持体61のXY面上に固定されている。スライダ駆動部62Xは、後述するスライダ移動信号を受信すると、スライダ駆動モータを駆動することにより、スライダ移動信号に対応する位置へ、スライダ62をX軸方向に沿って移動させる。   The slider drive unit 62X includes metal rails LX1 and LX2 extending in the X-axis direction, a ball screw BX disposed between the rails LX1 and LX2, and extending in the X-axis direction, and not illustrated for rotationally driving the ball screw BX. And a slider drive motor. The rails LX1, LX2 and the ball screw BX are respectively fixed on the XY plane of the support body 61. When the slider drive unit 62X receives a slider movement signal described later, the slider drive unit 62X drives the slider drive motor to move the slider 62 along the X-axis direction to a position corresponding to the slider movement signal.

刃物台63は、図2の矢印S3に示す様にY軸方向に沿って移動可能に刃物台駆動部63Yによって支持された金属製の部材である。   The tool post 63 is a metal member supported by the tool post driving unit 63Y so as to be movable along the Y-axis direction as indicated by an arrow S3 in FIG.

刃物台駆動部63Yは、Y軸方向に延伸する金属製のレールLY1、LY2と、レールLY1及びLY2の間に配置されY軸方向に延伸するボールネジBYと、ボールネジBYを回転駆動するための不図示の刃物台駆動モータとを有する。レールLY1、LY2及びボールネジBYはそれぞれ、スライダ62のスライダ駆動部62Xに係合された側とは反対側の面上に固定されている。刃物台駆動部63Yは、後述する刃物台移動信号を受信すると、刃物台駆動モータを駆動することにより、刃物台移動信号に対応する位置へ、刃物台63をY軸方向に沿って移動させる。   The tool post driving unit 63Y includes metal rails LY1 and LY2 extending in the Y-axis direction, a ball screw BY disposed between the rails LY1 and LY2 and extending in the Y-axis direction, and a non-rotating drive for rotating the ball screw BY. And a tool post driving motor shown in the figure. The rails LY1, LY2 and the ball screw BY are respectively fixed on the surface of the slider 62 opposite to the side engaged with the slider driving unit 62X. When the tool post driving unit 63Y receives a tool post movement signal described later, the tool post driving unit 63Y drives the tool post drive motor to move the tool post 63 along the Y-axis direction to a position corresponding to the tool post movement signal.

ツール64は、刃物台63の刃物台駆動部63Yに係合された側とは反対側の面上にX軸方向に沿って固定された合金工具鋼を母材とする略棒状の部材である。ツール64の先端には、回転軸Oの周りに回転するワーク2に当接することによりワーク2を加工するための当接部64Aが形成されている。   The tool 64 is a substantially bar-shaped member whose base material is alloy tool steel fixed along the X-axis direction on the surface of the tool post 63 opposite to the side engaged with the tool post driving unit 63Y. . At the tip of the tool 64, an abutting portion 64A for processing the workpiece 2 by abutting against the workpiece 2 rotating around the rotation axis O is formed.

刃物台駆動部63Y、刃物台63、及びツール64は、X軸方向において、スライダ62に固定されている。したがって、スライダ62は、ツール64を保持するためのツール保持部として機能する。また、当接面62Aは、ガイドブッシュ装置40(ワーク保持部)に対向する第2基準部として機能する。また、スライダ駆動部62Xは、スライダ62(ツール保持部)を、ワーク2の回転軸である回転軸Oに直交するX軸方向に移動可能に支持する支持部として機能する。   The tool post driving unit 63Y, the tool post 63, and the tool 64 are fixed to the slider 62 in the X-axis direction. Therefore, the slider 62 functions as a tool holding unit for holding the tool 64. Further, the contact surface 62A functions as a second reference portion that faces the guide bush device 40 (work holding portion). The slider drive unit 62X functions as a support unit that supports the slider 62 (tool holding unit) so as to be movable in the X-axis direction orthogonal to the rotation axis O that is the rotation axis of the workpiece 2.

制御部70は、主軸台31の+X側において、ベッド10のXZ面上に固定された部材である。制御部70の構成については後述する。   The control unit 70 is a member fixed on the XZ surface of the bed 10 on the + X side of the head stock 31. The configuration of the control unit 70 will be described later.

保護カバー80は、金属製の略直方体状の筐体である。保護カバー80は、工作機械1の一部を外部から保護するように覆っている。なお、図1に示す図では、保護カバー80は透過図として表されている。   The protective cover 80 is a metal substantially rectangular parallelepiped casing. The protective cover 80 covers a part of the machine tool 1 so as to protect it from the outside. In addition, in the figure shown in FIG. 1, the protective cover 80 is represented as a permeation | transmission figure.

図4は、測定部50の概略構成を説明するための図である。測定部50の座標系を、X軸とは逆向きのX’軸とする。   FIG. 4 is a diagram for explaining a schematic configuration of the measurement unit 50. The coordinate system of the measurement unit 50 is an X ′ axis that is opposite to the X axis.

測定部50は、ケース51、測定子52、バネ53、コイル54、及び電流振幅信号処理部55を有する。なお、図4に示す図では、ケース51及び測定子52は、模式的に断面図によって表されている。   The measurement unit 50 includes a case 51, a probe 52, a spring 53, a coil 54, and a current amplitude signal processing unit 55. In addition, in the figure shown in FIG. 4, case 51 and measuring element 52 are typically represented with sectional drawing.

ケース51は、X’軸方向に延伸した軸線を有する金属製の略円筒状且つ中空状の部材である。ケース51は、−X’側の端部に近接する位置N1及びN2において、プレート43を貫通してガイドブッシュ支持体41にネジ止めされている。ケース51の−X’側の端部には、開口部51Bが形成されている。ケース51の開口部51Bが形成されている側の端部の内面には、測定子52に当接するための当接面51Aが形成されている。当接面51Aは、ガイドブッシュ装置40(ワーク保持部)に固定された第1基準部として機能する。当接面51Aとガイドブッシュ支持体41に対するネジ止め位置N1及びN2とのX’軸上の位置は略一致している。   The case 51 is a substantially cylindrical and hollow member made of metal having an axis extending in the X′-axis direction. The case 51 passes through the plate 43 and is screwed to the guide bush support 41 at positions N1 and N2 close to the end on the −X ′ side. An opening 51 </ b> B is formed at the end of the case 51 on the −X ′ side. A contact surface 51 </ b> A for contacting the measuring element 52 is formed on the inner surface of the end portion of the case 51 where the opening 51 </ b> B is formed. The contact surface 51A functions as a first reference portion fixed to the guide bush device 40 (work holding portion). The positions on the X ′ axis of the contact surface 51A and the screwing positions N1 and N2 with respect to the guide bush support 41 are substantially the same.

測定子52は、ケース51内部においてX軸方向に摺動可能に保持された略棒状の部材である。測定子52は、基部521、鍔部522、及び端部523を有する。   The probe 52 is a substantially bar-like member that is slidably held in the X-axis direction inside the case 51. The probe 52 has a base 521, a flange 522, and an end 523.

基部521は、X軸方向に延伸した軸線を有する略棒状の金属製の部材である。基部521の表面上には、基部521の+X’側の端部から所定の長さに渡って、所定の厚さの強磁性体から成るコア521Aが形成されている。   The base 521 is a substantially bar-shaped metal member having an axis extending in the X-axis direction. On the surface of the base 521, a core 521A made of a ferromagnetic material having a predetermined thickness is formed from the end on the + X ′ side of the base 521 over a predetermined length.

鍔部522は、基部521の−X’側に設けられた、ケース51の開口部51Bよりも径が大きい略円盤状の部材である。鍔部522は、基部521と同一の素材から成る。鍔部522の開口部51Bに対向した面には、ケース51の当接面51A(第1基準部)に当接するための第1当接部522Aが形成されている。   The flange portion 522 is a substantially disk-shaped member that is provided on the −X ′ side of the base portion 521 and has a larger diameter than the opening portion 51 </ b> B of the case 51. The collar portion 522 is made of the same material as the base portion 521. A first contact portion 522A for contacting the contact surface 51A (first reference portion) of the case 51 is formed on the surface of the flange portion 522 that faces the opening 51B.

端部523は、鍔部522の−X’側に設けられた、基部521と同一の素材から成る略円錐状の部材である。端部523は、開口部51Bからケース51の外部に突出している。端部523の−X’側の先端には、スライダ62の当接面62A(第2基準部)に当接するための第2当接部523Aが形成されている。   The end 523 is a substantially conical member made of the same material as the base 521 provided on the −X ′ side of the flange 522. The end portion 523 protrudes from the opening 51B to the outside of the case 51. A second contact portion 523A for contacting the contact surface 62A (second reference portion) of the slider 62 is formed at the tip of the end portion 523 on the −X ′ side.

ここで、測定子位置を、ケース51の当接面51Aの位置を原点としたときの、測定子52の第1当接部522AのX’軸上の位置(図4のDで表された位置)とする。また、測定子原点位置を、鍔部522の第1当接部522Aがケース51の当接面51Aに当接した状態の測定子52の位置とする。   Here, the position of the probe on the X′-axis of the first contact portion 522A of the probe 52 when the position of the contact surface 51A of the case 51 is the origin (represented by D in FIG. 4). Position). Further, the position of the measuring element origin is set to the position of the measuring element 52 in a state where the first contact portion 522A of the flange portion 522 is in contact with the contact surface 51A of the case 51.

バネ53は、一端がケース51の開口部51Bとは反対側の端部に固定され、他端が測定子52の基部521の+X’側端部に固定された、X軸方向に弾性的に変位可能な金属製のバネ部材である。バネ53は、測定子52を、測定子52が測定子原点位置に配置されるように矢印Fに示す方向に付勢している。   The spring 53 has one end fixed to the end of the case 51 opposite to the opening 51 </ b> B and the other end fixed to the + X ′ side end of the base 521 of the probe 52, and elastically in the X-axis direction. This is a displaceable metal spring member. The spring 53 urges the measuring element 52 in the direction indicated by the arrow F so that the measuring element 52 is disposed at the measuring element origin position.

コイル54は、測定子52に形成されたコア521Aの周囲に巻回された金属製のコイル部材である。コイル54は、不図示の交流電圧源、及び電流振幅信号処理部55に接続されている。コイル54には、交流電圧源から供給される所定の交流電圧に応じたコイル電流が流れる。コイル電流は、電流振幅信号処理部55に出力される。コイル電流の振幅は、測定子位置に応じて線形的に変化する。   The coil 54 is a metal coil member wound around the core 521 </ b> A formed on the probe 52. The coil 54 is connected to an AC voltage source (not shown) and a current amplitude signal processing unit 55. A coil current corresponding to a predetermined AC voltage supplied from an AC voltage source flows through the coil 54. The coil current is output to the current amplitude signal processing unit 55. The amplitude of the coil current changes linearly according to the probe position.

電流振幅信号処理部55は、コイル54に接続された電気回路である。電流振幅信号処理部55は、コイル54から出力されたコイル電流に基づいて電流振幅信号を生成する。ここで、電流振幅信号は、測定子位置に応じたコイル電流の振幅を示す信号である。電流振幅信号処理部55は、生成した電流振幅信号を制御部70に出力する。   The current amplitude signal processing unit 55 is an electric circuit connected to the coil 54. The current amplitude signal processing unit 55 generates a current amplitude signal based on the coil current output from the coil 54. Here, the current amplitude signal is a signal indicating the amplitude of the coil current corresponding to the probe position. The current amplitude signal processing unit 55 outputs the generated current amplitude signal to the control unit 70.

測定部50は、上述したものに限られず、被測定物の位置に応じた信号を出力することができれば、静電容量式、光学式等の他の構成を有してもよい。   The measuring unit 50 is not limited to the one described above, and may have other configurations such as a capacitance type and an optical type as long as a signal corresponding to the position of the object to be measured can be output.

図5は、制御部70の概略構成を説明するための図である。   FIG. 5 is a diagram for explaining a schematic configuration of the control unit 70.

制御部70は、通信部71、記憶部72、操作部73、表示部74、及び処理部75を有する。   The control unit 70 includes a communication unit 71, a storage unit 72, an operation unit 73, a display unit 74, and a processing unit 75.

通信部71は、通信回路を有し、制御部70を主軸駆動部32A、主軸台駆動部31Z、スライダ駆動部62X、刃物台駆動部63Y、及び測定部50に接続する。通信部71は、処理部75から供給された指令を、主軸駆動部32A、主軸台駆動部31Z、スライダ駆動部62X、刃物台駆動部63Y及び測定部50に送信する。また、通信部71は、主軸駆動部32A、主軸台駆動部31Z、スライダ駆動部62X、刃物台駆動部63Y及び測定部50から受信したデータを、処理部75に供給する。   The communication unit 71 includes a communication circuit, and connects the control unit 70 to the spindle drive unit 32A, the spindle drive unit 31Z, the slider drive unit 62X, the tool post drive unit 63Y, and the measurement unit 50. The communication unit 71 transmits the command supplied from the processing unit 75 to the spindle drive unit 32A, the spindle drive unit 31Z, the slider drive unit 62X, the tool post drive unit 63Y, and the measurement unit 50. Further, the communication unit 71 supplies data received from the spindle driving unit 32A, the spindle head driving unit 31Z, the slider driving unit 62X, the tool post driving unit 63Y, and the measurement unit 50 to the processing unit 75.

記憶部72は、例えば、半導体メモリを有する。記憶部72は、処理部75での処理に用いられるドライバプログラム、オペレーティングシステムプログラム、アプリケーションプログラム、データ等を記憶する。記憶部72は、アプリケーションプログラムとして、測定子基準移動量測定処理のプログラム、ワーク原点補正処理のプログラム、切削加工処理のプログラム等を記憶する。記憶部72は、データとして、ワーク原点(工作機械1の機械座標系を基準にしたワークの中心の位置)、及び後述する測定子位置テーブルを記憶する。コンピュータプログラムは、例えばCD−ROM(compact disk read only memory)、DVD−ROM(digital versatile disk read only memory)等のコンピュータ読み取り可能な可搬型記録媒体から、公知のセットアッププログラム等を用いて記憶部72にインストールされてもよい。記憶部72は、所定の処理に係る一時的なデータを一時的に記憶してもよい。   The storage unit 72 includes, for example, a semiconductor memory. The storage unit 72 stores a driver program, an operating system program, an application program, data, and the like used for processing in the processing unit 75. The storage unit 72 stores, as an application program, a program for measuring element reference movement measurement processing, a program for workpiece origin correction processing, a program for cutting processing, and the like. The storage unit 72 stores, as data, the workpiece origin (the position of the center of the workpiece with respect to the machine coordinate system of the machine tool 1) and a probe position table to be described later. The computer program is stored in the storage unit 72 from a computer-readable portable recording medium such as a CD-ROM (compact disk read only memory) or a DVD-ROM (digital versatile disk read only memory) using a known setup program. May be installed. The storage unit 72 may temporarily store temporary data related to a predetermined process.

操作部73は、制御部70の操作が可能であればどのようなデバイスでもよく、例えば、タッチパネル式の入力装置、キーパッド等である。ユーザは、このデバイスを用いて、文字、数字等を入力することができる。操作部73は、ユーザの指示を受け付け、受け付けた指示に対応する信号を発生し、処理部75に出力する。   The operation unit 73 may be any device as long as the operation of the control unit 70 is possible. For example, the operation unit 73 is a touch panel type input device, a keypad, or the like. The user can input letters, numbers, and the like using this device. The operation unit 73 receives a user instruction, generates a signal corresponding to the received instruction, and outputs the signal to the processing unit 75.

表示部74は、動画像、静止画像等の出力が可能であればどのようなデバイスでもよく、例えば、タッチパネル式の表示装置、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro−Luminescence)ディスプレイ等である。表示部74は、処理部75から供給される動画像データに応じた動画像、静止画像データに応じた静止画像等を表示する。   The display unit 74 may be any device as long as it can output a moving image, a still image, and the like, for example, a touch panel display device, a liquid crystal display, an organic EL (Electro-Luminescence) display, or the like. The display unit 74 displays a moving image corresponding to the moving image data supplied from the processing unit 75, a still image corresponding to the still image data, and the like.

処理部75は、一又は複数個のプロセッサ及びその周辺回路を有する。処理部75は、制御部70の全体的な動作を統括的に制御するものであり、例えば、CPU(Central Processing Unit)である。処理部75は、制御部70の各種処理が記憶部72に記憶されているプログラム、操作部73の操作等に応じて適切な手順で実行されるように、通信部71、表示部74等の動作を制御する。処理部75は、記憶部72に記憶されているプログラム(ドライバプログラム、オペレーティングシステムプログラム、アプリケーションプログラム等)に基づいて処理を実行する。   The processing unit 75 includes one or a plurality of processors and their peripheral circuits. The processing unit 75 comprehensively controls the overall operation of the control unit 70, and is, for example, a CPU (Central Processing Unit). The processing unit 75 includes a communication unit 71, a display unit 74, and the like so that various processes of the control unit 70 are executed in an appropriate procedure according to a program stored in the storage unit 72, an operation of the operation unit 73, and the like. Control the behavior. The processing unit 75 executes processing based on programs (driver program, operating system program, application program, etc.) stored in the storage unit 72.

処理部75は、制御部751、測定子移動量算出部752、及びワーク原点補正部753を有する。処理部75が有するこれらの各部は、処理部75が有するプロセッサ上で実行されるプログラムによって実装される機能モジュールである。あるいは、処理部75が有するこれらの各部は、独立した集積回路、マイクロプロセッサ、又はファームウェアとして制御部70に実装されてもよい。   The processing unit 75 includes a control unit 751, a probe moving amount calculation unit 752, and a work origin correction unit 753. Each of these units included in the processing unit 75 is a functional module implemented by a program executed on a processor included in the processing unit 75. Alternatively, each of these units included in the processing unit 75 may be implemented in the control unit 70 as an independent integrated circuit, a microprocessor, or firmware.

制御部751は、主軸制御部751A、スライダ制御部751X、刃物台制御部751Y、及び主軸台制御部751Zを有する。   The control unit 751 includes a spindle control unit 751A, a slider control unit 751X, a tool post control unit 751Y, and a spindle table control unit 751Z.

主軸制御部751Aは、主軸32を回転軸Oの周りに所定の速度で回転させるための主軸回転指示信号を主軸駆動部32Aに送信する。   The main shaft control unit 751A transmits a main shaft rotation instruction signal for rotating the main shaft 32 around the rotation axis O at a predetermined speed to the main shaft driving unit 32A.

スライダ制御部751Xは、スライダ62をX軸方向に沿って所定の位置に移動させるためのスライダ移動指示信号をスライダ駆動部62Xに送信する。スライダ制御部751Xは、スライダ駆動部(支持部)をX軸方向に沿って直線的に移動させるための移動制御部として機能する。   The slider control unit 751X transmits a slider movement instruction signal for moving the slider 62 to a predetermined position along the X-axis direction to the slider driving unit 62X. The slider control unit 751X functions as a movement control unit for linearly moving the slider drive unit (support unit) along the X-axis direction.

刃物台制御部751Yは、刃物台63をY軸方向に沿って所定の位置に移動させるための刃物台移動指示信号を刃物台駆動部63Yに送信する。   The tool post control unit 751Y transmits a tool post movement instruction signal for moving the tool post 63 to a predetermined position along the Y-axis direction to the tool post driving unit 63Y.

主軸台制御部751Zは、主軸台31をZ軸方向に沿って所定の位置に移動させるための主軸台移動指示信号を主軸台駆動部31Zに送信する。   The headstock controller 751Z transmits a headstock movement instruction signal for moving the headstock 31 to a predetermined position along the Z-axis direction to the headstock drive unit 31Z.

測定子移動量算出部752は、テーブル更新部752A、及び位置取得部752Bを有する。   The tracing stylus movement amount calculation unit 752 includes a table update unit 752A and a position acquisition unit 752B.

テーブル更新部752Aは、測定子位置テーブルに含まれる電流振幅信号に基づいて記憶部72に記憶された測定子位置テーブルを更新する。   The table update unit 752A updates the probe position table stored in the storage unit 72 based on the current amplitude signal included in the probe position table.

位置取得部752Bは、記憶部72に記憶された測定子位置テーブルを参照して、電流振幅信号が示すコイル電流の振幅に対応する測定子位置を取得する。   The position acquisition unit 752B refers to the probe position table stored in the storage unit 72, and acquires a probe position corresponding to the amplitude of the coil current indicated by the current amplitude signal.

ワーク原点補正部753は、測定子基準移動量及び測定子移動量から熱変位量を算出し、算出した熱変位量に基づいて、ワーク原点のシフト量を算出し、記憶部72に記憶されているワーク原点を補正する。   The workpiece origin correction unit 753 calculates a thermal displacement amount from the reference element movement amount and the tracing element movement amount, calculates a workpiece origin shift amount based on the calculated thermal displacement amount, and is stored in the storage unit 72. Correct the workpiece origin.

図6は、記憶部72に記憶される測定子位置テーブルの一例を示す図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a probe position table stored in the storage unit 72.

測定子位置テーブルは、測定子位置と、電流振幅信号に対応するコイル電流の振幅とを対応付けるためのテーブルである。   The probe position table is a table for associating the probe position with the amplitude of the coil current corresponding to the current amplitude signal.

測定子位置テーブルの第1列は、測定子位置を表している。ただし、単位をマイクロメートル(μm)とする。   The first column of the probe position table represents the probe position. However, the unit is micrometer (μm).

測定子位置テーブルの第2列は、測定子位置に対応するコイル電流の振幅を表している。ただし、単位をアンペア(A)とする。   The second column of the probe position table represents the amplitude of the coil current corresponding to the probe position. However, the unit is ampere (A).

測定子位置が0(μm)のとき、コイル電流の振幅はI(A)である。測定子位置がD(μm)(Dは1以上の整数)のとき、コイル電流の振幅はI+D・ΔI(A)である。ここで、ΔIは、測定子位置が1μm変化した場合の、コイル電流の振幅の変化量である。ΔIは、測定部50の特性により決定される定数であり、予め測定部50を用いて測定することができる。   When the probe position is 0 (μm), the amplitude of the coil current is I (A). When the probe position is D (μm) (D is an integer of 1 or more), the amplitude of the coil current is I + D · ΔI (A). Here, ΔI is the amount of change in the amplitude of the coil current when the probe position changes by 1 μm. ΔI is a constant determined by the characteristics of the measurement unit 50 and can be measured in advance using the measurement unit 50.

図7は、測定子基準移動量測定処理の動作フローの一例を示す図であり、図8は、測定子基準移動量測定処理における工作機械1の動作を説明するための図である。なお、図8では、説明の便宜のため、測定部50、スライダ62、及びツール64が、寸法が誇張され且つ部分的に省略されて模式的に表されている。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an operation flow of the probe reference movement amount measurement process, and FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the machine tool 1 in the probe reference movement amount measurement process. In FIG. 8, for convenience of explanation, the measurement unit 50, the slider 62, and the tool 64 are schematically shown with their dimensions exaggerated and partially omitted.

測定子基準移動量測定処理は、記憶部72に記憶された測定子基準移動量測定処理のプログラムに基づき主に制御部70により各装置の各要素と協働して実行される。   The probe reference movement amount measurement process is executed mainly by the control unit 70 in cooperation with each element of each device based on the program of the probe reference movement amount measurement process stored in the storage unit 72.

まず、暖機運転処理が行われる(S100)。暖機運転処理では、主軸駆動部32Aは所定の時間、主軸制御部751Aから受信した主軸回転指示信号に応じて主軸32を回転軸Oの周りに回転させる。また、暖機運転処理では、スライダ駆動部62Xは所定の時間、スライダ制御部751Xから受信したスライダ移動指示信号に応じてスライダ62をX軸方向に沿って移動させる。   First, warm-up operation processing is performed (S100). In the warm-up operation process, the main shaft drive unit 32A rotates the main shaft 32 around the rotation axis O according to the main shaft rotation instruction signal received from the main shaft control unit 751A for a predetermined time. In the warm-up operation process, the slider drive unit 62X moves the slider 62 along the X-axis direction in accordance with the slider movement instruction signal received from the slider control unit 751X for a predetermined time.

また、暖機運転処理では、刃物台駆動部63Yは所定の時間、刃物台制御部751Yから受信した刃物台移動指示信号に応じて刃物台63をY軸方向に沿って移動させる。また、暖機運転処理では、主軸台駆動部31Zは所定の時間、主軸台制御部751Zから受信した主軸台移動指示信号に応じて主軸台31をZ軸方向に沿って移動させる。   In the warm-up operation process, the tool post driving unit 63Y moves the tool post 63 along the Y-axis direction in accordance with the tool post movement instruction signal received from the tool post control unit 751Y for a predetermined time. In the warm-up operation process, the headstock driving unit 31Z moves the headstock 31 along the Z-axis direction in accordance with the head stock movement instruction signal received from the head stock control unit 751Z for a predetermined time.

暖機運転処理によって工作機械1の熱変位が安定し、工作機械1は所望の精度で加工を行える状態になる。暖機運転処理が終了した時点で、刃物台63は、Y軸において当接部64Aが回転軸Oに一致するように配置されるものとする。   The thermal displacement of the machine tool 1 is stabilized by the warm-up operation process, and the machine tool 1 is in a state where the machining can be performed with a desired accuracy. When the warm-up operation process is completed, the tool post 63 is arranged so that the contact portion 64A coincides with the rotation axis O on the Y axis.

次に、スライダ制御部751Xは、スライダ62をスライダ駆動部62Xの+X側の端部まで移動させるためのスライダ移動指示信号を、スライダ駆動部62Xに送信する(S101)。   Next, the slider control unit 751X transmits a slider movement instruction signal for moving the slider 62 to the + X side end of the slider driving unit 62X to the slider driving unit 62X (S101).

次に、スライダ駆動部62Xは、スライダ移動指示信号を受信すると、受信したスライダ移動指示信号に基づいて、スライダ62をX軸方向に沿ってスライダ駆動部62Xの+X側の端部まで移動させる(S102)。このとき、図8(a)に示す様に、測定子52は、測定子原点位置に配置され、バネ53の付勢力によって鍔部522の第1当接部522AがX’軸上の位置「T0」においてケース51の当接面51Aに当接した状態となる。 Next, when the slider drive unit 62X receives the slider movement instruction signal, the slider drive unit 62X moves the slider 62 along the X-axis direction to the + X side end of the slider drive unit 62X based on the received slider movement instruction signal ( S102). At this time, as shown in FIG. 8A, the probe 52 is disposed at the probe origin position, and the first contact portion 522A of the flange 522 is positioned on the X ′ axis by the urging force of the spring 53. At “T 0 ”, the state comes into contact with the contact surface 51 A of the case 51.

次に、スライダ駆動部62Xは、スライダ62の移動が完了したことを示す信号を制御部70に送信する(S103)。   Next, the slider driving unit 62X transmits a signal indicating that the movement of the slider 62 is completed to the control unit 70 (S103).

次に、テーブル更新部752Aは、通信部71を介してスライダ62の移動が完了したことを示す信号をスライダ駆動部62Xから受信すると、電流振幅信号処理部55から出力される電流振幅信号s1を通信部71を介して取得する(S104)。ここで、電流振幅信号s1が示すコイル電流の振幅を「I1」とする。 Next, when the table update unit 752A receives a signal indicating that the movement of the slider 62 is completed from the slider drive unit 62X via the communication unit 71, the table update unit 752A receives the current amplitude signal s1 output from the current amplitude signal processing unit 55. Obtained via the communication unit 71 (S104). Here, the amplitude of the coil current indicated by the current amplitude signal s1 is “I 1 ”.

次に、テーブル更新部752Aは、通信部71を介して電流振幅信号s1を取得すると、取得した電流振幅信号s1に基づいて記憶部72に記憶された測定子位置テーブルを更新する(S105)。具体的には、テーブル更新部752Aは、測定子位置テーブルに含まれるコイル電流の振幅「I」を、受信した電流振幅信号s1が示すコイル電流の振幅「I1」に書き換える。なお、測定子位置テーブルの更新によって、図8(a)に示すX’軸上の位置「T0」が、新たな測定子原点「0」になる。 Next, when the table updating unit 752A acquires the current amplitude signal s1 via the communication unit 71, the table updating unit 752A updates the probe position table stored in the storage unit 72 based on the acquired current amplitude signal s1 (S105). Specifically, the table updating unit 752A rewrites the amplitude “I” of the coil current included in the probe position table to the amplitude “I 1 ” of the coil current indicated by the received current amplitude signal s1. By updating the probe position table, the position “T 0 ” on the X ′ axis shown in FIG. 8A becomes the new probe origin “0”.

次に、テーブル更新部752Aは、測定子位置テーブルの更新が完了したことを示す信号をスライダ制御部751Xに送信する(S106)。   Next, the table update unit 752A transmits a signal indicating that the update of the probe position table is completed to the slider control unit 751X (S106).

次に、スライダ制御部751Xは、測定子位置テーブルの更新が完了したことを示す信号を受信すると、当接部64Aが基準位置OMに配置される位置にスライダ62を移動させるためのスライダ移動指示信号を、スライダ駆動部62Xに送信する(S107)。ここで、基準位置OMは、ワーク2の回転軸Oから−X側(+X’側)に所定距離の位置に配置される。 Next, the slider control portion 751X receives a signal indicating that the updating of the probe position table has been completed, slider movement for moving the slider 62 to a position where the abutting portion 64A is placed at the reference position O M An instruction signal is transmitted to the slider drive unit 62X (S107). Here, the reference position O M is arranged at a predetermined distance from the rotation axis O of the workpiece 2 to the −X side (+ X ′ side).

次に、スライダ駆動部62Xは、スライダ移動指示信号を受信すると、スライダ62を、受信したスライダ移動指示信号が示す移動量だけX軸方向に沿って移動させる(S108)。   Next, upon receiving the slider movement instruction signal, the slider drive unit 62X moves the slider 62 along the X-axis direction by the movement amount indicated by the received slider movement instruction signal (S108).

このとき、暖機運転処理(S100)により工作機械1は所望の精度で加工を行える状態になっているため、図8(b)に示す様に、ツール64の当接部64Aは基準位置OMに(X’軸上の位置「P1」)に配置される。 At this time, since the machine tool 1 is in a state capable of machining with a desired accuracy by the warm-up operation process (S100), the contact portion 64A of the tool 64 is at the reference position O as shown in FIG. It is arranged in M (position “P 1 ” on the X ′ axis).

また、このとき、スライダ62は、当接面62A(第2基準部)を第2当接部523Aに当接させながら、測定子52を測定子原点位置から、第1当接部522Aとケース51の当接面51Aとが離隔したX’軸上の位置「T1」まで移動させる。 At this time, the slider 62 causes the contact 52 to contact the first contact portion 522A and the case from the contact point origin position while bringing the contact surface 62A (second reference portion) into contact with the second contact portion 523A. It is moved to a position “T 1 ” on the X ′ axis at which the contact surface 51A of 51 is separated.

次に、スライダ駆動部62Xは、スライダ62の移動が完了したことを示す信号を制御部70に送信する(S109)。   Next, the slider driving unit 62X transmits a signal indicating that the movement of the slider 62 is completed to the control unit 70 (S109).

次に、位置取得部752Bは、通信部71を介してスライダ62の移動が完了したことを示す信号をスライダ駆動部62Xから受信すると、電流振幅信号処理部55から出力される電流振幅信号s2を通信部71を介して取得する(S110)。ここで、電流振幅信号s2が示すコイル電流の振幅を「I2」とする。 Next, when the position acquisition unit 752B receives a signal indicating that the movement of the slider 62 is completed from the slider driving unit 62X via the communication unit 71, the position acquisition unit 752B receives the current amplitude signal s2 output from the current amplitude signal processing unit 55. Obtained via the communication unit 71 (S110). Here, the amplitude of the coil current indicated by the current amplitude signal s2 is “I 2 ”.

次に、位置取得部752Bは、通信部71を介して電流振幅信号s2を取得すると、記憶部72に記憶された測定子位置テーブルを参照して、取得した電流振幅信号s2が示すコイル電流の振幅「I2」に対応する測定子位置「T1」を取得する(S111)。 Next, when the position acquisition unit 752B acquires the current amplitude signal s2 via the communication unit 71, the position acquisition unit 752B refers to the probe position table stored in the storage unit 72, and obtains the coil current indicated by the acquired current amplitude signal s2. A probe position “T 1 ” corresponding to the amplitude “I 2 ” is acquired (S111).

次に、位置取得部752Bは、取得した測定子位置「T1」を、測定子基準移動量t1として記憶部72に記憶させ(S112)、測定子基準移動量測定処理が終了する。 Next, the position acquisition unit 752B stores the acquired probe position “T 1 ” in the storage unit 72 as the probe reference movement amount t1 (S112), and the measurement element reference movement amount measurement process ends.

図9は、ワーク原点補正処理の動作フローの一例を示す図であり、図10は、ワーク原点補正処理における工作機械1の動作を説明するための図である。なお、図10では、説明の便宜のため、測定部50、スライダ62、及びツール64が、寸法が誇張され且つ部分的に省略されて模式的に表されている。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the operation flow of the workpiece origin correction process, and FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the machine tool 1 in the workpiece origin correction process. In FIG. 10, for convenience of explanation, the measurement unit 50, the slider 62, and the tool 64 are schematically shown with dimensions exaggerated and partially omitted.

ワーク原点補正処理は、測定子基準移動量測定処理の後の任意の時点で、記憶部72に記憶されたワーク原点補正処理のプログラムに基づき主に制御部70により各装置の各要素と協働して実行される。   The workpiece origin correction process is performed at an arbitrary time after the stylus reference movement amount measurement process, based on a workpiece origin correction process program stored in the storage unit 72, mainly by the control unit 70 in cooperation with each element of each device. And executed.

刃物台63は予め、Y軸において当接部64Aが回転軸Oに一致するように配置されているものとする。   The tool post 63 is arranged in advance so that the contact portion 64A coincides with the rotation axis O on the Y axis.

まず、スライダ制御部751Xは、スライダ62をスライダ駆動部62Xの+X側の端部まで移動させるためのスライダ移動指示信号を、スライダ駆動部62Xに送信する(S200)。   First, the slider control unit 751X transmits a slider movement instruction signal for moving the slider 62 to the + X side end of the slider driving unit 62X to the slider driving unit 62X (S200).

次に、スライダ駆動部62Xは、スライダ移動指示信号を受信すると、受信したスライダ移動指示信号に基づいて、スライダ62をX軸方向に沿ってスライダ駆動部62Xの+X側の端部まで移動させる(S201)。このとき、図10(a)に示す様に、測定子52は、測定子原点位置に配置され、バネ53の付勢力によって鍔部522の第1当接部522AがX’軸上の位置「T0」においてケース51の当接面51Aに当接した状態となる。 Next, when the slider drive unit 62X receives the slider movement instruction signal, the slider drive unit 62X moves the slider 62 along the X-axis direction to the + X side end of the slider drive unit 62X based on the received slider movement instruction signal ( S201). At this time, as shown in FIG. 10A, the probe 52 is arranged at the probe origin position, and the first contact portion 522A of the flange 522 is positioned on the X ′ axis by the urging force of the spring 53. At “T 0 ”, the state comes into contact with the contact surface 51 A of the case 51.

次に、スライダ駆動部62Xは、スライダ62の移動が完了したことを示す信号を制御部70に送信する(S202)。   Next, the slider drive unit 62X transmits a signal indicating that the movement of the slider 62 is completed to the control unit 70 (S202).

次に、テーブル更新部752Aは、通信部71を介してスライダ62の移動が完了したことを示す信号をスライダ駆動部62Xから受信すると、電流振幅信号処理部55から出力される電流振幅信号s3を通信部71を介して取得する(S203)。ここで、電流振幅信号s3が示すコイル電流の振幅を「I3」とする。 Next, when the table updating unit 752A receives a signal indicating that the movement of the slider 62 is completed from the slider driving unit 62X via the communication unit 71, the table updating unit 752A receives the current amplitude signal s3 output from the current amplitude signal processing unit 55. Obtained via the communication unit 71 (S203). Here, the amplitude of the coil current indicated by the current amplitude signal s3 is “I 3 ”.

次に、テーブル更新部752Aは、通信部71を介して電流振幅信号を取得すると、取得した電流振幅信号s3に基づいて記憶部72に記憶された測定子位置テーブルを更新する(S204)。具体的には、テーブル更新部752Aは、測定子位置テーブルに含まれるコイル電流の振幅「I1」を、受信した電流振幅信号s3が示すコイル電流の振幅「I3」に書き換える。なお、測定子位置テーブルの更新によって、図10(a)に示すX’軸上の位置「T0」が、新たな測定子原点「0」になる。 Next, when the table update unit 752A acquires the current amplitude signal via the communication unit 71, the table update unit 752A updates the probe position table stored in the storage unit 72 based on the acquired current amplitude signal s3 (S204). Specifically, the table updating unit 752A rewrites the amplitude “I 1 ” of the coil current included in the probe position table to the amplitude “I 3 ” of the coil current indicated by the received current amplitude signal s3. By updating the probe position table, the position “T 0 ” on the X ′ axis shown in FIG. 10A becomes the new probe origin “0”.

次に、テーブル更新部752Aは、測定子位置テーブルの更新が完了したことを示す信号をスライダ制御部751Xに送信する(S205)。   Next, the table update unit 752A transmits a signal indicating that the update of the probe position table is completed to the slider control unit 751X (S205).

次に、スライダ制御部751Xは、測定子位置テーブルの更新が完了したことを示す信号を受信すると、当接部64Aが基準位置OMに配置される位置にスライダ62を移動させるためのスライダ移動指示信号を、スライダ駆動部62Xに送信する(S206)。 Next, the slider control portion 751X receives a signal indicating that the updating of the probe position table has been completed, slider movement for moving the slider 62 to a position where the abutting portion 64A is placed at the reference position O M An instruction signal is transmitted to the slider drive unit 62X (S206).

次に、スライダ駆動部62Xは、スライダ移動指示信号を受信すると、スライダ62を、受信したスライダ移動指示信号が示す移動量だけX軸方向に沿って移動させる(S207)。   Next, upon receiving the slider movement instruction signal, the slider drive unit 62X moves the slider 62 along the X-axis direction by the movement amount indicated by the received slider movement instruction signal (S207).

このとき、図10(b)に示す様に、スライダ62は熱変位によって図8(b)に示した位置とは異なる位置に配置され、ツール64の当接部64Aは基準位置OMとは異なる位置(X’軸上の位置「P2」)に配置される。 At this time, as shown in FIG. 10 (b), the slider 62 is placed in a position different from the position shown in FIG. 8 (b) by thermal displacement, the abutting portion 64A is the reference position O M of the tool 64 They are arranged at different positions (position “P 2 ” on the X ′ axis).

また、このとき、スライダ62は、当接面62A(第2基準部)を第2当接部523Aに当接させながら、測定子52を測定子原点位置から、第1当接部522Aとケース51の当接面51Aとが離隔したX’軸上の位置「T2」まで移動させる。 At this time, the slider 62 causes the contact 52 to contact the first contact portion 522A and the case from the contact point origin position while bringing the contact surface 62A (second reference portion) into contact with the second contact portion 523A. The contact surface 51A of the 51 is moved to the position “T 2 ” on the X ′ axis where the contact surface 51A is separated.

次に、スライダ駆動部62Xは、スライダ62の移動が完了したことを示す信号を制御部70に送信する(S208)。   Next, the slider drive unit 62X transmits a signal indicating that the movement of the slider 62 is completed to the control unit 70 (S208).

次に、位置取得部752Bは、通信部71を介してスライダ62の移動が完了したことを示す信号をスライダ駆動部62Xから受信すると、電流振幅信号処理部55から出力される電流振幅信号s4を通信部71を介して取得する(S209)。ここで、電流振幅信号s4が示すコイル電流の振幅を「I4」とする。 Next, when the position acquisition unit 752B receives a signal indicating that the movement of the slider 62 is completed from the slider driving unit 62X via the communication unit 71, the position acquisition unit 752B receives the current amplitude signal s4 output from the current amplitude signal processing unit 55. Obtained via the communication unit 71 (S209). Here, the amplitude of the coil current indicated by the current amplitude signal s4 is “I 4 ”.

次に、位置取得部752Bは、通信部71を介して電流振幅信号s4を取得すると、記憶部72に記憶された測定子位置テーブルを参照して、取得した電流振幅信号s4が示すコイル電流の振幅「I4」に対応する測定子位置「T2」を取得する(S210)。 Next, when the position acquisition unit 752B acquires the current amplitude signal s4 via the communication unit 71, the position acquisition unit 752B refers to the probe position table stored in the storage unit 72, and obtains the coil current indicated by the acquired current amplitude signal s4. A probe position “T 2 ” corresponding to the amplitude “I 4 ” is acquired (S210).

次に、位置取得部752Bは、取得した測定子位置「T2」を、測定子移動量t2として記憶部72に記憶させる(S211)。 Next, the position acquisition unit 752B stores the acquired probe position “T 2 ” in the storage unit 72 as the probe movement amount t2 (S211).

次に、位置取得部752Bは、測定子移動量t2を記憶部72に記憶させると、測定子位置「T2」の記憶が完了したことを示す信号をワーク原点補正部753に送信する(S212)。 Next, when the position acquisition unit 752B stores the probe movement amount t2 in the storage unit 72, the position acquisition unit 752B transmits a signal indicating that the storage of the probe position “T 2 ” is completed to the workpiece origin correction unit 753 (S212). ).

次に、ワーク原点補正部753は、測定子移動量t2の記憶が完了したことを示す信号を受信すると、熱変位量Δtとして、測定子移動量t2と、上述のS112で記憶部72に記憶された測定子基準移動量t1との差(t2−t1)を算出する(S213)。   Next, when the workpiece origin correction unit 753 receives a signal indicating that the storage of the probe movement amount t2 is completed, the workpiece origin correction unit 753 stores the movement amount t2 as the thermal displacement amount Δt in the storage unit 72 in S112 described above. A difference (t2−t1) from the measured probe reference movement amount t1 is calculated (S213).

次に、ワーク原点補正部753は、算出された熱変位量Δt(=t2−t1)に基づいて、ワーク原点のシフト量を算出し、記憶部72に記憶されているワーク原点を補正する。(S214)。具体的には、ワーク原点補正部753は、記憶部72に記憶されているワーク原点を、当該値に熱変位量Δtの値を加算して得られる値に書き換える。この時、座標系に直径値を採用する工作機械においては、計測されているΔtの値を、そのまま加算すると半径値扱いになってしまうため、直径値へ変換したのちに加算する(すなわち、Δt×2をワーク原点に加算する)。以上で、ワーク原点補正処理が終了する。   Next, the workpiece origin correction unit 753 calculates a shift amount of the workpiece origin based on the calculated thermal displacement amount Δt (= t2−t1), and corrects the workpiece origin stored in the storage unit 72. (S214). Specifically, the workpiece origin correction unit 753 rewrites the workpiece origin stored in the storage unit 72 to a value obtained by adding the value of the thermal displacement amount Δt to the value. At this time, in a machine tool that employs a diameter value in the coordinate system, if the value of Δt that is measured is added as it is, it will be treated as a radius value, so that it is added after conversion to a diameter value (ie, Δt X2 is added to the workpiece origin). Thus, the work origin correction process is completed.

図11は、切削加工処理の動作フローの一例を示す図である。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example of an operation flow of the cutting process.

切削加工処理は、記憶部72に記憶された切削加工処理のプログラムに基づき主に制御部70により各装置の各要素と協働して実行される。   The cutting process is executed mainly by the control unit 70 in cooperation with each element of each device based on the cutting process program stored in the storage unit 72.

ワーク2は予め、回転軸Oに沿って主軸32に保持され、ガイドブッシュ支持体41及びガイドブッシュ42に挿通し、ガイドブッシュ42から+Z側に突出しているものとする。   It is assumed that the workpiece 2 is previously held by the main shaft 32 along the rotation axis O, is inserted into the guide bush support body 41 and the guide bush 42, and protrudes from the guide bush 42 to the + Z side.

まず、切削処理が行われる(S400)。切削処理では、スライダ62がX軸方向に沿って、刃物台63がY軸方向に沿って、主軸台31がZ軸方向に沿ってそれぞれ所定のタイミングで所定の移動量だけ移動する。これによって、ツール64の当接部64Aが回転軸Oの周りに回転するワーク2に当接することで、ワーク2が所望の寸法に切削される。   First, a cutting process is performed (S400). In the cutting process, the slider 62 moves along the X-axis direction, the tool post 63 moves along the Y-axis direction, and the headstock 31 moves along the Z-axis direction by a predetermined amount of movement at predetermined timings. As a result, the contact portion 64A of the tool 64 contacts the workpiece 2 rotating around the rotation axis O, so that the workpiece 2 is cut to a desired dimension.

次に、突っ切り処理が行われる(S401)。突っ切り処理では、主軸台31がZ軸方向に所定の移動量だけ移動することによりワーク2の突っ切り位置がツール64にZ軸方向で一致し、ツール64の当接部64Aが回転軸Oに配置されるまでスライダ62がX軸方向に沿って移動する。これによって、ワーク2の切削処理が終了した部分が、残りの部分から切り離される。以上で、切削加工処理が終了する。   Next, a cut-off process is performed (S401). In the parting-off process, the headstock 31 moves by a predetermined amount of movement in the Z-axis direction, so that the parting-off position of the workpiece 2 coincides with the tool 64 in the Z-axis direction, and the contact portion 64A of the tool 64 is disposed on the rotation axis O. The slider 62 moves along the X-axis direction until it is done. As a result, the portion of the workpiece 2 that has been subjected to the cutting process is separated from the remaining portion. This completes the cutting process.

図12は、工作機械1の模式的な部分正面図である。   FIG. 12 is a schematic partial front view of the machine tool 1.

図12を用いて、工作機械1では、暖機運転を行わずとも高精度に加工が可能であることを説明する。図12では、工作機械1の各部の寸法、例えば、ガイドブッシュ支持体41、スライダ62、ツール64、及び測定部50が、互いの相対的な位置関係が明確となるように寸法が誇張されて模式的に記載されている。以下の説明では、特に断りが無い限り、「位置」とは「X’軸上の位置」を意味するものとする。   With reference to FIG. 12, it will be described that the machine tool 1 can perform machining with high accuracy without performing warm-up operation. In FIG. 12, the dimensions of each part of the machine tool 1, for example, the guide bush support 41, the slider 62, the tool 64, and the measurement unit 50 are exaggerated so that their relative positional relationship is clear. It is schematically described. In the following description, “position” means “position on the X′-axis” unless otherwise specified.

図12における工作機械1の状態は、図10(b)の状態と同じである。図12に記載される様に、基準位置OMの位置をP1、ケース51の当接面51Aの位置をT0、スライダ62の当接面62Aの位置をRとする。ツール64は、位置Rでスライダ62に固定され、測定部50のケース51は、位置T0でガイドブッシュ支持体41に固定されているものとする。 The state of the machine tool 1 in FIG. 12 is the same as the state of FIG. As shown in FIG. 12, the position of the reference position O M is P 1 , the position of the contact surface 51 A of the case 51 is T 0 , and the position of the contact surface 62 A of the slider 62 is R. The tool 64 is fixed to the slider 62 at the position R, and the case 51 of the measuring unit 50 is fixed to the guide bush support 41 at the position T 0 .

ツール64のうち当接面62Aから+X’側に突出した部分は、基準位置OMの位置P1からケース51の当接面51Aの位置T0までの部分L1と、ケース51の当接面51Aの位置T0からスライダ62の当接面62Aの位置Rまでの部分L2とに分けられる。また、ガイドブッシュ支持体41の位置P1から位置T0の間を部分L3とする。また、測定子52の位置T0から位置Rの間を部分L4とする。 Portion protruding from the contact surface 62A + X 'side of the tool 64 includes a portion L1 from the position P 1 of the reference position O M to the position T 0 of the contact surface 51A of the case 51, the abutment surface of the case 51 It is divided into a portion L2 from the position T 0 of 51A to the position R of the contact surface 62A of the slider 62. Further, a portion between the position P 1 and the position T 0 of the guide bush support 41 is defined as a portion L3. Further, a portion between the position T 0 and the position R of the probe 52 is defined as a portion L4.

ツール64及びガイドブッシュ支持体41の母材は線膨張係数が略同じである。例えば、ツール64の母材は合金工具鋼であり、ガイドブッシュ支持体41の母材は鋳鉄である。したがって、ツール64の部分L1が膨張又は縮小する割合は、ガイドブッシュ支持体41の部分L3が膨張又は縮小する割合にほぼ等しい。そのため、ツール64の部分L1の熱変位とガイドブッシュ支持体41の部分L3の熱変位とは、互いにキャンセルされることになる。   The base material of the tool 64 and the guide bush support 41 has substantially the same linear expansion coefficient. For example, the base material of the tool 64 is alloy tool steel, and the base material of the guide bush support 41 is cast iron. Therefore, the rate at which the portion L1 of the tool 64 expands or contracts is substantially equal to the rate at which the portion L3 of the guide bush support 41 expands or contracts. Therefore, the thermal displacement of the part L1 of the tool 64 and the thermal displacement of the part L3 of the guide bush support body 41 are canceled with each other.

工作機械1では、熱変位によって生じるツール64の当接部64Aの基準位置OMからのズレを、第2基準部の位置を測定することにより求めている。ここで、第2基準部の位置ずれ量(t2−t1)をツール64の当接部64Aの基準位置OMからのずれ量として用いるには、L1+L2=L3+L4の関係が成立している必要がある。まず、L1とL3とは、線膨張係数が略同一であるため、L1=L3である。 In the machine tool 1, the deviation from the reference position O M of the contact portion 64A of the tool 64 caused by thermal displacement is determined by measuring the position of the second reference portion. Here, the used position shift amount of the second reference portion (t2-t1) as the amount of deviation from the reference position O M of the contact portion 64A of the tool 64, should the relationship L1 + L2 = L3 + L4 is satisfied is there. First, since L1 and L3 have substantially the same linear expansion coefficient, L1 = L3.

次に、L2とL4との関係について検討する。測定子52の材料には、耐久性等の要求により超硬等が用いられる。そのため、L2とL4とは、線膨張係数が異なる。しかしながら、L1+L2に対するL4の寸法を充分に小さく設定することにより、L2とL4との熱膨張量の差は無視できる程度となる。   Next, the relationship between L2 and L4 will be examined. As the material of the probe 52, carbide or the like is used according to demands such as durability. Therefore, L2 and L4 have different linear expansion coefficients. However, by setting the dimension of L4 to L1 + L2 sufficiently small, the difference in thermal expansion between L2 and L4 becomes negligible.

以上より、L1+L2とL3+L4の熱膨張量をほぼ同一とみなすことができ、第2基準部の位置ずれ量を、ツール64の当接部64Aの基準位置OMからのずれ量として扱うことができる。 From the above, it can be regarded as substantially the same thermal expansion amount of L1 + L2 and L3 + L4, the positional displacement amount of the second reference portion can be treated as a deviation amount from the reference position O M of the contact portion 64A of the tool 64 .

なお、より精度の高い加工を担保するためには、L4/(L1+L2)の割合は、15%以下とすることが好ましい。また、測定部50における測定子52のストローク長を充分に確保するためには、L4/(L1+L2)の割合は、0.1%以上とすることが好ましい。   In order to secure processing with higher accuracy, the ratio of L4 / (L1 + L2) is preferably 15% or less. Further, in order to sufficiently secure the stroke length of the probe 52 in the measuring unit 50, the ratio of L4 / (L1 + L2) is preferably set to 0.1% or more.

また、許容できる誤差からL4の寸法値を求めることも可能である。例えば、ツールがS45C(線膨張係数11.2×10-6/℃)、測定子が超硬(線膨張係数5.5×10-6/℃)とする。このとき、稼働による温度変化が40℃である工作機械において、許容できるL2に対するL4の熱膨張量の差を0.6μmとする場合、L4は2.6mmと求められる。 It is also possible to determine the dimension value of L4 from an allowable error. For example, it is assumed that the tool is S45C (linear expansion coefficient 11.2 × 10 −6 / ° C.) and the probe is carbide (linear expansion coefficient 5.5 × 10 −6 / ° C.). At this time, in a machine tool whose temperature change due to operation is 40 ° C., if the allowable difference in thermal expansion amount of L4 relative to L2 is 0.6 μm, L4 is determined to be 2.6 mm.

この様に、工作機械1が熱的に平衡な状態とならなくても(暖機運転後の状態とならなくても)、基準位置OMの位置P1からスライダ62の当接面62Aの位置Rまでの距離を正確に把握する事が可能となっている。言い換えれば、工作機械1が熱的に平衡な状態とならなくても(暖機運転後の状態とならなくても)、ツール64の当接部64Aの位置を正確に制御することが可能となる。したがって、工作機械1では、暖機運転を行わずとも高精度に加工が可能となる。 Thus, the machine tool 1 (without become a state after the warm-up operation) without becoming a thermal equilibrium state, from the position P 1 of the reference position O M of the contact surface 62A of the slider 62 It is possible to accurately grasp the distance to the position R. In other words, it is possible to accurately control the position of the contact portion 64A of the tool 64 even if the machine tool 1 is not in a thermal equilibrium state (not in a state after the warm-up operation). Become. Therefore, the machine tool 1 can perform machining with high accuracy without performing warm-up operation.

なお、ツール64及びガイドブッシュ支持体41の母材は同一であってもよい。この場合、ツール64及びガイドブッシュ支持体41の熱変位差が測定子移動量の測定値に与える影響が更に減少し、工作機械1の加工精度が更に向上する。   In addition, the base material of the tool 64 and the guide bush support body 41 may be the same. In this case, the influence of the thermal displacement difference between the tool 64 and the guide bush support 41 on the measurement value of the moving amount of the probe is further reduced, and the machining accuracy of the machine tool 1 is further improved.

ツールとガイドブッシュ支持体との線膨張係数の設定は以下のようにして略同じとする。ツールとガイドブッシュ支持体との線膨張係数の差は、計測値への影響を考慮して設定するのが好ましい。例えば、L1(=L3)が50mm、稼働による温度変化が40℃である工作機械において、許容するL1とL3との熱膨張量の差を0.6μmとする場合、ツールとガイドブッシュ支持体との熱膨張係数の差は、0.3×10-6/℃以内に設定する。 The setting of the linear expansion coefficient between the tool and the guide bush support is substantially the same as follows. The difference in coefficient of linear expansion between the tool and the guide bush support is preferably set in consideration of the influence on the measured value. For example, in a machine tool in which L1 (= L3) is 50 mm and the temperature change due to operation is 40 ° C., when the difference in allowable thermal expansion between L1 and L3 is 0.6 μm, the tool and guide bush support The difference in thermal expansion coefficient is set within 0.3 × 10 −6 / ° C.

工作機械1では、測定子移動量算出部752は、測定子52が測定子原点位置に配置された状態を基準とするためのテーブル更新部752Aと、当該基準位置からの移動量を算出するための位置取得部752Bを有するものとした。しかしながら、測定子移動量算出部752はテーブル更新部752Aを有さなくてもよい。このとき、位置取得部752Bは、測定子位置テーブルを参照して、測定子原点位置に配置された状態の測定子位置及び移動後の測定子位置を取得し、両測定子位置の相対的な差を移動量として算出してもよい。   In the machine tool 1, the probe movement amount calculation unit 752 calculates the movement amount from the table update unit 752 </ b> A for using the state in which the probe 52 is arranged at the probe origin position as a reference, and the movement amount from the reference position. The position acquisition unit 752B is provided. However, the probe movement amount calculation unit 752 may not include the table update unit 752A. At this time, the position acquisition unit 752B refers to the probe position table, acquires the probe position in the state where the probe is arranged at the probe origin position and the moved probe position, and compares the positions of the two probe positions. The difference may be calculated as the movement amount.

上述の測定子基準移動量測定処理では、暖機運転処理が行われるものとした(S100)。しかしながら、工作機械1が所望の精度で加工を行える状態であれば、ステップS100を省略してもよい。工作機械1が所望の精度で加工を行えるか否かは、例えば、工作機械1による切削加工処理によって生産された完成品の寸法を計測することにより確認することができる。   In the above-described probe reference movement amount measurement process, the warm-up operation process is performed (S100). However, step S100 may be omitted if the machine tool 1 is capable of machining with a desired accuracy. Whether or not the machine tool 1 can perform machining with a desired accuracy can be confirmed by measuring, for example, the dimensions of a finished product produced by the cutting process by the machine tool 1.

上述の測定子基準移動量測定処理又はワーク原点補正処理では、スライダ62がスライダ駆動部62Xの+X側端部に配置された状態で(S102、S201)、電流振幅信号s1又はs3を取得するものとした(S104、S203)。しかしながら、スライダ62が、スライダ駆動部62Xの+X側端部から測定子52に当接し始める位置までの任意の位置に配置された状態で、電流振幅信号s1又はs3の取得を行っても良い。ここで、スライダ62が測定子52に当接し始める位置とは、測定子52の第1当接部522Aがケース51の当接面51Aに当接し、且つ、測定子52の第2当接部523Aがスライダ62の当接面62Aに当接した状態の位置をいう。電流振幅信号s1又はs3の取得が行われるときのスライダ62の位置が測定子52に近いほど、測定部50の温度ドリフトによる測定値への影響をより減ずることができる。   In the above-described probe reference movement measurement process or workpiece origin correction process, the current amplitude signal s1 or s3 is acquired with the slider 62 disposed at the + X side end of the slider drive unit 62X (S102, S201). (S104, S203). However, the current amplitude signal s1 or s3 may be acquired in a state where the slider 62 is disposed at an arbitrary position from the + X side end of the slider driving unit 62X to a position where the slider 62 starts to contact the measuring element 52. Here, the position at which the slider 62 starts to contact the measuring element 52 refers to the first contacting part 522A of the measuring element 52 contacting the contacting surface 51A of the case 51 and the second contacting part of the measuring element 52. This is the position where 523A is in contact with the contact surface 62A of the slider 62. As the position of the slider 62 when the current amplitude signal s1 or s3 is acquired is closer to the measuring element 52, the influence of the temperature drift of the measuring unit 50 on the measurement value can be further reduced.

上述の測定子基準移動量測定処理では、暖機運転処理(S100)が終了した時点で、刃物台63は、Y軸において当接部64Aが回転軸Oに一致するように配置されるものとした。しかしながら、これに限らず、刃物台63は、Y軸において当接部64Aが回転軸Oに一致しない任意の位置に配置されてもよい。   In the above-described stylus reference movement amount measurement process, when the warm-up operation process (S100) is completed, the tool post 63 is arranged so that the contact portion 64A coincides with the rotation axis O on the Y axis. did. However, the present invention is not limited to this, and the tool post 63 may be disposed at an arbitrary position where the contact portion 64A does not coincide with the rotation axis O on the Y axis.

上述のワーク原点補正処理では、S200の直前で、刃物台63は予め、Y軸において当接部64Aが回転軸Oに一致するように配置されているものとした。しかしながら、これに限らず、刃物台63は、Y軸において当接部64Aが回転軸Oに一致しない任意の位置に配置されてもよい。   In the workpiece origin correction process described above, it is assumed that the tool post 63 is arranged in advance so that the contact portion 64A coincides with the rotation axis O on the Y axis immediately before S200. However, the present invention is not limited to this, and the tool post 63 may be disposed at an arbitrary position where the contact portion 64A does not coincide with the rotation axis O on the Y axis.

上述の測定子基準移動量測定処理及びワーク原点補正処理では、基準位置OMは、ワーク2の回転軸Oから−X側(+X’側)に所定距離の位置に配置されるものとした。しかしながら、基準位置OMは、第2当接部523Aがスライダ62の当接面62Aに当接し且つ第1当接部522Aがケース51の当接面51Aには当接しない範囲で、ツール64の当接部64Aを合わせることのできる任意の位置に設定してもよい。 In feeler reference movement amount above measurement processing and the workpiece origin correction processing, the reference position O M was assumed to be located at a position a predetermined distance of the work 2 from the rotational axis O in the -X side (+ X 'side). However, the reference position O M will, to the extent and the second contact portion 523A comes into contact with the contact surface 62A of the slider 62 first abutment portion 522A does not contact the contact surface 51A of the case 51, the tool 64 You may set in the arbitrary positions which can match | combine the contact part 64A.

1 工作機械
2 ワーク
10 ベッド
30 主軸装置
31 主軸台
31Z 主軸台駆動部
32 主軸
32A 主軸駆動部
40 ガイドブッシュ装置(ワーク保持部)
41 ガイドブッシュ支持体
42 ガイドブッシュ
43 プレート
50 測定部
51 ケース
51A 当接面(第1基準部)
51B 開口部
52 測定子
521 基部
521A コア
522 鍔部
522A 第1当接部
523 端部
523A 第2当接部
53 バネ
54 コイル
55 電流振幅信号処理部
60 ツール装置
61 支持体
62 スライダ(ツール保持部)
62A 当接面(第2基準部)
62X スライダ駆動部(支持部)
63 刃物台
63Y 刃物台駆動部
64 ツール
64A 当接部
70 制御部
71 通信部
72 記憶部
73 操作部
74 表示部
75 処理部
751 制御部
751A 主軸制御部
751X スライダ制御部(移動制御部)
751Y 刃物台制御部
751Z 主軸台制御部
752 測定子移動量算出部
752A テーブル更新部
752B 位置取得部
753 ワーク原点補正部
80 保護カバー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Machine tool 2 Work 10 Bed 30 Spindle device 31 Spindle base 31Z Spindle base drive part 32 Spindle 32A Spindle drive part 40 Guide bush apparatus (work holding part)
41 Guide Bush Support 42 Guide Bush 43 Plate 50 Measurement Unit 51 Case 51A Contact Surface (First Reference Unit)
51B Opening 52 Measuring Element 521 Base 521A Core 522 Gutter 522A First Abutment 523 End 523A Second Abutment 53 Spring 54 Coil 55 Current Amplitude Signal Processing Unit 60 Tool Device 61 Support 62 Slider (Tool Holding Unit) )
62A Contact surface (second reference part)
62X Slider driving part (supporting part)
63 Tool post 63Y Tool post drive part 64 Tool 64A Contact part 70 Control part 71 Communication part 72 Storage part 73 Operation part 74 Display part 75 Processing part 751 Control part 751A Spindle control part 751X Slider control part (movement control part)
751Y Turret control unit 751Z Headstock control unit 752 Probe movement amount calculation unit 752A Table update unit 752B Position acquisition unit 753 Work origin correction unit 80 Protective cover

Claims (7)

ワークを回転可能に保持するためのワーク保持部と、
前記ワーク保持部に固定された第1基準部と、
前記ワーク保持部に対向する第2基準部を有し、前記ワークを加工するためのツールを保持するためのツール保持部と、
前記ツール保持部を、ワークの回転軸に直交する所定方向に直線的に移動可能に支持するための支持部と、
前記支持部を駆動することにより、前記ツール保持部を前記所定方向に直線的に移動させるための移動制御部と、
前記第1基準部に当接するための第1当接部及び前記第2基準部に当接するための第2当接部を有し、前記第1当接部が前記第1基準部に当接した位置を原点位置とする測定子と、
前記測定子の前記所定方向における位置に応じた信号を出力する出力部と、
前記移動制御部が基準位置データに基づいて前記ツール保持部を所定位置に移動させることにより、前記ツール保持部が前記第2基準部を前記第2当接部に当接させながら前記測定子を前記原点位置から前記第1当接部と前記第1基準部とが離隔する位置まで移動させたとき、前記測定子の移動量を前記信号に基づいて算出する測定子移動量算出部と、を有することを特徴とする工作機械。
A workpiece holder for holding the workpiece rotatably;
A first reference part fixed to the work holding part;
A tool holding part for holding a tool for processing the workpiece, the second reference part facing the work holding part;
A support portion for supporting the tool holding portion so as to be linearly movable in a predetermined direction orthogonal to the rotation axis of the workpiece;
A movement control unit for linearly moving the tool holding unit in the predetermined direction by driving the support unit;
A first contact portion for contacting the first reference portion; and a second contact portion for contacting the second reference portion, wherein the first contact portion contacts the first reference portion. A probe with the position taken as the origin position,
An output unit that outputs a signal corresponding to the position of the measuring element in the predetermined direction;
The movement control unit moves the tool holding unit to a predetermined position based on reference position data, so that the tool holding unit causes the second reference unit to abut on the second abutting unit while moving the measuring element. A measuring element movement amount calculation unit that calculates a movement amount of the measuring element based on the signal when the first contact part and the first reference part are moved away from the origin position A machine tool characterized by having a machine tool.
算出された前記移動量に応じて、ワーク原点を補正するワーク原点補正部を更に有する、請求項1に記載の工作機械。   The machine tool according to claim 1, further comprising a workpiece origin correction unit that corrects the workpiece origin according to the calculated movement amount. 前記ツール保持部が前記所定位置に配置されている場合の前記所定方向における前記ワークの回転軸と前記第2基準部との間隔に対する前記第2基準部と前記第1基準部との間隔の割合は、0.1〜15%となるように設定されている、請求項1又は2に記載の工作機械。   Ratio of the interval between the second reference portion and the first reference portion with respect to the interval between the rotation axis of the workpiece and the second reference portion in the predetermined direction when the tool holding portion is disposed at the predetermined position. Is set to be 0.1 to 15%, the machine tool according to claim 1 or 2. 前記ツール保持部に保持された、前記ワークを加工するためのツールを更に有する、請求項1〜3の何れか一項に記載の工作機械。   The machine tool according to any one of claims 1 to 3, further comprising a tool that is held by the tool holding unit and that is used to process the workpiece. 前記ワーク保持部の線膨張係数と前記ワークを加工するためのツールの線膨張係数とは略同じに設定される、請求項1〜4の何れか一項に記載の工作機械。   The machine tool according to any one of claims 1 to 4, wherein a linear expansion coefficient of the workpiece holding unit and a linear expansion coefficient of a tool for processing the workpiece are set to be substantially the same. 前記ワーク保持部と前記ワークを加工するためのツールとは、同一の母材から構成される、請求項1〜4の何れか一項に記載の工作機械。   The machine tool according to any one of claims 1 to 4, wherein the workpiece holding unit and the tool for machining the workpiece are configured of the same base material. ワークを回転可能に保持するためのワーク保持部と、前記ワーク保持部に固定された第1基準部と、ワークを加工するためのツールと、前記ワーク保持部に対向する第2基準部を有し且つ前記ツールを保持するためのツール保持部と、前記ツール保持部をワークの回転軸に直交する所定方向に直線的に移動可能に支持するための支持部と、前記支持部を駆動することにより前記ツール保持部を前記所定方向に直線的に移動させるための移動制御部と、前記第1基準部に当接するための第1当接部及び前記第2基準部に当接するための第2当接部を有する測定子と、前記測定子の前記所定方向における位置に応じた信号を出力する出力部と、
を有する工作機械のワーク原点の補正方法であって、
前記第1当接部が前記第1基準部に当接した原点位置を検出するステップと、
前記移動制御部が、基準位置データに基づいて前記ツール保持部を所定位置に移動させるステップと、
前記ツール保持部が、前記第2基準部を前記第2当接部に当接させながら前記測定子を前記原点位置から前記第1当接部と前記第1基準部とが離隔する位置まで移動させて、前記測定子の移動量を前記信号に基づいて算出するステップと、
算出された前記移動量に基づいて、ワーク原点を補正するステップと、
を有することを特徴とする工作機械のワーク原点の補正方法。
A workpiece holding portion for holding the workpiece rotatably; a first reference portion fixed to the workpiece holding portion; a tool for processing the workpiece; and a second reference portion facing the workpiece holding portion. And a tool holding portion for holding the tool, a support portion for supporting the tool holding portion so as to be linearly movable in a predetermined direction perpendicular to the rotation axis of the workpiece, and driving the support portion. A movement control unit for linearly moving the tool holding unit in the predetermined direction, a second contact unit for contacting the first reference unit and a second contact unit for contacting the first reference unit A measuring element having an abutting part; and an output part for outputting a signal corresponding to the position of the measuring element in the predetermined direction;
A method of correcting the workpiece origin of a machine tool having
Detecting an origin position where the first contact portion is in contact with the first reference portion;
The movement control unit moving the tool holding unit to a predetermined position based on reference position data;
The tool holding portion moves the measuring element from the origin position to a position where the first contact portion and the first reference portion are separated from each other while the second reference portion is in contact with the second contact portion. And calculating the amount of movement of the probe based on the signal;
Correcting the workpiece origin based on the calculated amount of movement;
A method for correcting the workpiece origin of a machine tool, comprising:
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