JP2018051725A - Measuring method of cutting edge position of tool and machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加工時における工作機械の状態を監視することにより、工具の刃先位置に対する計測時期を適切に設定するようにした、工具の刃先位置計測方法及び工作機械に関する。 The present invention relates to a tool edge position measuring method and a machine tool that appropriately set a measurement timing for a tool edge position by monitoring a state of a machine tool during machining.
近年、工作機械の技術分野においては、加工精度に対する要求が益々高くなっており、こうした要求に対応するため、加工精度の向上を図ることを目的とした工夫が、種々提供されている。 In recent years, in the technical field of machine tools, demands for machining accuracy are increasing, and in order to meet these demands, various devices for improving machining accuracy have been provided.
例えば、マシニングセンタ等の工作機械においては、ドリルやエンドミル等の工具が回転しながら、ワークに接触する。このため、加工精度の向上を図るためには、主軸に装着された工具の状態(刃先位置、刃先形状、工具長、工具径、振れ等)を、加工前において、予め十分に把握しておくことが重要となっている。 For example, in a machine tool such as a machining center, a tool such as a drill or an end mill comes into contact with a workpiece while rotating. For this reason, in order to improve machining accuracy, the state of the tool mounted on the spindle (blade edge position, blade edge shape, tool length, tool diameter, runout, etc.) is sufficiently grasped in advance before machining. It is important.
そこで、従来から、工作機械の中には、工具の状態を自動的に計測可能とした工具計測装置を備えたものが提供されている。この工具計測装置においては、高速回転する主軸に装着された工具を2次元的に撮像して、当該工具の状態を自動計測するようになっている。これに対して、工作機械のNC装置においては、上記工具計測装置による計測結果に応じて、工具の刃先位置を補正した後、加工を実行するようになっている。 Therefore, conventionally, some machine tools are provided with a tool measuring device that can automatically measure the state of the tool. In this tool measuring apparatus, a tool mounted on a spindle that rotates at high speed is imaged two-dimensionally, and the state of the tool is automatically measured. On the other hand, in the NC device of a machine tool, machining is performed after correcting the cutting edge position of the tool according to the measurement result by the tool measuring device.
そして、上述したような、撮像式の工具計測装置としては、例えば、特許文献1に開示されている。
And as above-mentioned imaging-type tool measuring device, it is indicated by
ここで、工作機械によってワークへの加工が開始されると、各種のモータやポンプが駆動して発熱する。特に、大きなワークを加工する場合には、その加工が長時間に亘って続けられるため、上記モータやポンプの発熱によって、機械内部温度が大きく変化したり、機械周囲温度が大きく変化したりする。これにより、工作機械に熱変位が生じることになり、この結果、工具の刃先位置が所望の位置からずれてしまい、加工精度の低下を招くおそれがある。 Here, when the machining of the workpiece is started by the machine tool, various motors and pumps are driven to generate heat. In particular, when machining a large workpiece, since the machining is continued for a long time, the internal temperature of the machine changes greatly or the ambient temperature of the machine changes greatly due to the heat generated by the motor or pump. As a result, thermal displacement occurs in the machine tool, and as a result, the cutting edge position of the tool is shifted from a desired position, which may cause a reduction in machining accuracy.
つまり、工具の刃先位置は、工作機械の内部温度変化や、工作機械の周囲における外部温度変化等の外乱要因によって、加工中に変位する場合がある。このため、工具の刃先位置に対する計測を加工前に行うだけでは、加工時において、その刃先位置にずれが生じることがあり、加工精度の向上に繋がらないおそれがある。しかしながら、工具の刃先位置に対する計測を、加工時において、単に複数回行うようにしたのでは、加工の中断回数が多くなってしまい、加工効率の低下を招いてしまう。 That is, the cutting edge position of the tool may be displaced during machining due to disturbance factors such as a change in the internal temperature of the machine tool and a change in the external temperature around the machine tool. For this reason, if only the measurement with respect to the cutting edge position of the tool is performed before machining, the cutting edge position may be displaced during machining, which may not lead to improvement in machining accuracy. However, if the measurement with respect to the cutting edge position of the tool is simply performed a plurality of times at the time of machining, the number of machining interruptions increases, leading to a reduction in machining efficiency.
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、加工時における機体の状態を監視して、工具の刃先位置に対する計測時期を適切に設定することにより、加工効率の向上を図ることができる工具の刃先位置計測方法及び工作機械を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves the above-mentioned problem, and it is possible to improve the machining efficiency by monitoring the state of the machine body during machining and appropriately setting the measurement timing for the tool edge position. An object is to provide a tool edge position measuring method and a machine tool.
上記課題を解決する第1の発明に係る工具の刃先位置計測方法は、
工作機械の主軸に装着された工具を撮像して、その撮像によって得られた画像に基づいて、前記工具の刃先位置を計測するようにした工具の刃先位置計測方法において、
前記工具の刃先位置を計測するための計測条件として、
前記工作機械の温度変化量、及び、前記工作機械の周囲における温度変化量のうち、少なくともいずれか1つの温度変化量が、所定の温度変化量を超えたとき、
単一の前記工具のみによって一定時間以上連続して加工したとき、
前記工具が被加工物を加工するための加工条件を変更したとき、
前記工具が前記被加工物を加工するための加工プログラム中に予め計測指令が設定されているときの4つの計測条件を設定し、
加工時において、前記4つの計測条件のうち、少なくともいずれか1つの計測条件が満たされると、前記工具の刃先位置にずれが生じたと判断して、前記工具の刃先位置を計測する
ことを特徴とする。
The cutting edge position measuring method for a tool according to the first invention for solving the above-mentioned problem is as follows.
In the tool edge position measuring method of imaging a tool mounted on a spindle of a machine tool and measuring the edge position of the tool based on an image obtained by the imaging,
As a measurement condition for measuring the cutting edge position of the tool,
When at least one of the temperature change amount of the machine tool and the temperature change amount around the machine tool exceeds a predetermined temperature change amount,
When machining continuously for a certain period of time only with a single tool,
When the tool changes the processing conditions for processing the workpiece,
Set four measurement conditions when a measurement command is set in advance in a machining program for the tool to machine the workpiece,
During machining, when at least one of the four measurement conditions is satisfied, it is determined that a deviation has occurred in the tool tip position, and the tool tip position is measured. To do.
上記課題を解決する第2の発明に係る工具の刃先位置計測方法は、
前記4つの計測条件にうち、少なくともいずれか1つの計測条件が満たされても、過去に使用した同一の加工プログラムの実行時における計測結果から、前記工具の刃先位置にずれが生じないと判断した場合には、
前記工具の刃先位置に対する撮像時間を短くする、または、前記工具の刃先位置を計測しない
ことを特徴とする。
The cutting edge position measuring method for a tool according to the second invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
Even if at least one of the four measurement conditions is satisfied, it is determined from the measurement results when executing the same machining program used in the past that there is no deviation in the cutting edge position of the tool. in case of,
The imaging time for the cutting edge position of the tool is shortened, or the cutting edge position of the tool is not measured.
上記課題を解決する第3の発明に係る工具の刃先位置計測方法は、
前記工作機械の熱変位が、熱変位が変動する過渡期から、熱変位が収束する安定期に移行してから、前記工具の刃先位置を計測する
ことを特徴とする。
A cutting edge position measuring method for a tool according to a third invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
The cutting edge position of the tool is measured after the thermal displacement of the machine tool shifts from a transition period in which the thermal displacement fluctuates to a stable period in which the thermal displacement converges.
上記課題を解決する第4の発明に係る工具の刃先位置計測方法は、
前記工作機械の熱変位が収束する安定期における撮像時間を、前記工作機械の熱変位が変動する過渡期における撮像時間よりも短くする
ことを特徴とする。
A cutting edge position measuring method for a tool according to a fourth invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
The imaging time in the stable period when the thermal displacement of the machine tool converges is shorter than the imaging time in the transient period when the thermal displacement of the machine tool fluctuates.
上記課題を解決する第5の発明に係る工作機械は、
工具と被加工物とを相対移動させることにより、前記被加工物を前記工具によって加工する工作機械において、
機体の温度変化量、及び、機体周囲の温度変化量を検出する温度センサと、
主軸に装着された前記工具を撮像して、その撮像画像を得る撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された撮影画像に基づいて、前記工具の刃先位置を計測する計測手段と、
前記計測手段によって計測された前記刃先位置に基づいて、当該刃先位置のずれ量を求めた後、前記刃先位置のずれ量に応じて、前記工具と前記被加工物との相対移動を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記工具の刃先位置を計測するための計測条件として、
前記温度センサが検出した温度変化量が所定の温度変化量を超えたとき、
単一の前記工具のみによって一定時間以上連続して加工したとき、
前記工具が前記被加工物を加工するための加工条件を変更したとき、
前記工具が前記被加工物を加工するための加工プログラム中に予め計測指令が設定されているときの4つの計測条件を有し、
加工時において、前記4つの計測条件のうち、少なくともいずれか1つの計測条件が満たされると、前記工具の刃先位置にずれが生じたと判断して、前記工具の刃先位置を計測する
ことを特徴とする。
A machine tool according to a fifth invention for solving the above-described problem is
In a machine tool that processes the workpiece by the tool by relatively moving the tool and the workpiece,
A temperature sensor for detecting the temperature change amount of the aircraft and the temperature change amount around the aircraft; and
Imaging means for imaging the tool mounted on the spindle and obtaining the captured image;
Measuring means for measuring the position of the cutting edge of the tool based on the captured image captured by the imaging means;
Control for controlling the relative movement between the tool and the workpiece according to the deviation amount of the cutting edge position after obtaining the deviation amount of the cutting edge position based on the cutting edge position measured by the measuring means. With the device,
The controller is
As a measurement condition for measuring the cutting edge position of the tool,
When the temperature change amount detected by the temperature sensor exceeds a predetermined temperature change amount,
When machining continuously for a certain period of time only with a single tool,
When the tool changes the processing conditions for processing the workpiece,
The tool has four measurement conditions when a measurement command is set in advance in a machining program for machining the workpiece,
During machining, when at least one of the four measurement conditions is satisfied, it is determined that a deviation has occurred in the tool tip position, and the tool tip position is measured. To do.
従って、本発明に係る工具の刃先位置計測方法及び工作機械によれば、上述した4つの計測条件のうち、少なくともいずれか1つの計測条件が満たされると、工具の刃先位置にずれが生じたと判断して、工具の刃先位置を計測することにより、加工時における工具の刃先位置に対する計測時期を適切に設定することができる。これにより、不要な計測を行う必要が無くなるため、加工効率の向上を図ることができる。 Therefore, according to the cutting edge position measuring method and machine tool of the tool according to the present invention, it is determined that a deviation has occurred in the cutting edge position of the tool when at least one of the four measurement conditions described above is satisfied. By measuring the tool edge position, the measurement time for the tool edge position during machining can be set appropriately. This eliminates the need for performing unnecessary measurement, thereby improving machining efficiency.
以下、本発明に係る工具の刃先位置計測方法及び工作機械について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, a tool edge position measuring method and a machine tool according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示すように、門形をなす工作機械1の下部には、ベッド11が設けられている。ベッド11の上面には、テーブル12が、機械前後方向となるX軸方向に移動可能に支持されており、このテーブル12の上面には、ワーク(被工作物)Wが着脱可能に取り付けられている。そして、ベッド11の左右両側部には、左右一対の側ベッド13a,13bが設けられており、これらの側ベッド13a,13bの上面には、門形をなすコラム14が立設されている。
As shown in FIG. 1, a
また、コラム14の前面には、クロスレール15が、機械上下方向となるZ軸方向に移動可能に支持されており、このクロスレール15の前部には、サドル16が、機械左右方向となるY軸方向に移動可能に支持されている。更に、サドル16の内部には、ラム17がZ軸方向に移動可能に貫通支持されており、このラム17の内部には、主軸18が鉛直軸周り(Z軸周り)に回転可能に支持されている。そして、主軸18の先端には、工具Tが着脱可能に装着されている。
Further, a
なお、上述したように、テーブル12、クロスレール15、サドル16、及び、ラム17は、往復直線移動する移動体となっているが、図2に示すように、それらの移動体12,15,16,17には、送り装置20がそれぞれ連結されている。このように、テーブル12、クロスレール15、サドル16、及び、ラム17に、送り装置20を個別に連結させることにより、それらの移動体12,15,16,17は、各軸方向において往復直線移動可能となっている。
As described above, the table 12, the
図2に示すように、送り装置20は、サーボモータ21、減速ギヤ22、ボールねじ軸23、及び、ボールねじナット24等から構成されている。サーボモータ21は、複数の減速ギヤ22を介して、ボールねじ軸23の一端と連結されている。そして、ボールねじ軸23には、ボールねじナット24が螺合されており、このボールねじナット24には、テーブル12、クロスレール15、サドル16、及び、ラム17が、それぞれ接合されている。
As shown in FIG. 2, the
また、図1に示すように、工作機械1には、冷却管31が設けられている。この冷却管31は、工作機械1を冷却するためのクーラントを循環供給するものであって、例えば、テーブル12、コラム14、クロスレール15、サドル16、ラム17、及び、主軸18等の内部を通過することによって、それらを冷却可能としている。そして、冷却管31には、クーラー32が設けられており、このクーラー32は、当該クーラー32を通過したクーラントの温度を、所定の温度以下に保持することが可能となっている。
As shown in FIG. 1, the
更に、工作機械1には、潤滑油供給管41が設けられている。この潤滑油供給管41は、工作機械1内における各摺動面に対して、潤滑油を循環供給するものであって、例えば、主軸18を回転可能に支持する軸受の軸受面や、テーブル12、クロスレール15、サドル16、及び、ラム17の各摺動面に潤滑油を供給した後、この潤滑後の潤滑油を回収可能としている。そして、潤滑油供給管41には、クーラー42が設けられており、このクーラー42は、当該クーラー42を通過した潤滑油の温度を、所定の温度以下に保持することが可能となっている。
Further, the
ここで、図1及び図2に示すように、工作機械1には、機体の温度変化や、機体周囲の温度変化を監視するため、複数の温度センサ51〜60が設けられている。このような温度センサ51〜60は、工作機械1の主要構造体や、発熱源となる主軸18や各種モータだけでなく、クーラント、潤滑油、作動油等の流体を流すための流路にも設けられている。温度センサ51〜60の設置位置については、下記に具体例を述べることとする。
Here, as shown in FIGS. 1 and 2, the
先ず、図1に示すように、主要構造体となるテーブル12、コラム14、クロスレール15、サドル16、及び、ラム17には、機体温度センサ51〜55が設けられている。これらの機体温度センサ51〜55は、テーブル12、コラム14、クロスレール15、サドル16、及び、ラム17の温度(温度変化量)を検出して、その検出した機体温度を、後述するNC装置80に出力可能となっている。
First, as shown in FIG. 1, the
これに対して、工作機械1の外側には、気温センサ56が設けられている。この気温センサ56は、工作機械1の周囲における外気温度(外気温度変化量)を検出して、その検出した外気温度をNC装置80に出力可能となっている。
On the other hand, an
次に、図1及び図2に示すように、発熱源となる主軸18及びサーボモータ21には、発熱源温度センサ57,58が設けられている。これらの発熱源温度センサ57,58は、主軸18及びサーボモータ21の温度(温度変化量)を検出して、その検出した発熱源温度をNC装置80に出力可能となっている。なお、工作機械1の発熱源としては、上記流体を流すためのポンプや、主軸18等の回転体を回転可能に支持する軸受等も考えられるため、当該ポンプや軸受にも、発熱源温度センサを設置しても構わない。
Next, as shown in FIGS. 1 and 2, the
最後に、図1に示すように、工作機械1の内部に向けて流体を流すための冷却管31及び潤滑油供給管41には、流体温度センサ59,60が設けられている。流体温度センサ59は、クーラントの温度(温度変化量)を検出して、その検出した流体温度をNC装置80に出力可能となっており、クーラー32の入口側(戻り側)及び出口側(供給側)の双方に配置されている。同様に、流体温度センサ60は、潤滑油の温度(温度変化量)を検出して、その検出した流体温度をNC装置80に出力可能となっており、クーラー42の入口側(戻り側)及び出口側(供給側)の双方に配置されている。
Finally, as shown in FIG. 1,
また、図1及び図3に示すように、テーブル12における上面隅部には、撮像式の工具計測装置70が設けられている。この工具計測装置70は、工具Tの先端部を撮像して得られた画像に対して、画像処理を施すことによって、工具Tの刃先位置(3次元座標)を自動計測するものであって、例えば、基台71、光源72、CCDカメラ(撮像手段)73、及び、計測処理部(計測手段)74を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 3, an imaging-type
具体的に、テーブル12の上面に設けられた基台71には、光源72とCCDカメラ73とが、XY平面内において対向するように支持されている。光源72は、平行光をCCDカメラ73の受光面に向けて出力可能となっている。これに対して、CCDカメラ73は、工具Tの先端部を一定の時間間隔で連続的に撮像して、その撮像して得られた画像を、画像信号として、計測処理部74に出力可能となっている。そして、計測処理部74は、CCDカメラ73から供給された画像信号に対して、画像処理を施すことによって、画像データを生成した後、この画像データに基づいて、工具Tの刃先位置を計測して、これをNC装置80に出力可能となっている。なお、CCDカメラ73の受光面には、高倍率のレンズ(図示省略)が装着されている。
Specifically, a
更に、図1に示すように、工作機械1には、当該工作機械1における全体の動作を統合的に制御するNC装置(制御装置)80が設けられている。この制御装置80には、例えば、テーブル12、クロスレール15、サドル16、及び、ラム17に対応した各サーボモータ21や、主軸18を回転させるためのモータ(図示省略)、各センサ51〜60、及び、工具計測装置70の光源72、CCDカメラ73、計測処理部74等が電気的に接続されている。
Further, as shown in FIG. 1, the
即ち、ワークWを加工する際には、上記各サーボモータ21の駆動を制御することによって、主軸18に装着された工具Tと、テーブル12に取り付けられたワークWとを、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向において、相対的に移動させる。これにより、高速回転する工具Tの刃先は、予め設定された加工プログラムに基づいて、ワークWにおける所定の加工点に接触することになり、当該ワークWは所望の形状に加工される。
That is, when machining the workpiece W, by controlling the drive of each
また、NC装置80は、ワークWの加工前及びワークWの加工時(加工途中)において、工具計測装置70を駆動させて、工具Tの刃先位置に対する自動計測を実施する。このうち、ワークWの加工時においては、工作機械1の状態(例えば、温度変化の有無、工具交換の有無、加工条件の変更有無、加工プログラム中における自動計測の指令有無等)を常に監視しており、その状態を監視している中で、工具Tの刃先位置にずれが生じたと判断した場合には、工具Tの刃先位置に対する自動計測を即座に実施する。
In addition, the
このとき、加工時における工具Tの刃先位置を計測するための計測条件としては、以下に記載した4つの計測条件が設定されている。つまり、その4つの計測条件は、加工時における工具Tの刃先位置に対してずれを発生させるおそれがある条件となっている。これにより、4つの計測条件のうち、少なくともいずれか1つの計測条件が満たされた場合には、自動計測を実施する。 At this time, the following four measurement conditions are set as measurement conditions for measuring the cutting edge position of the tool T at the time of machining. That is, the four measurement conditions are conditions that may cause a deviation with respect to the cutting edge position of the tool T during machining. Thus, automatic measurement is performed when at least one of the four measurement conditions is satisfied.
加工時における4つの計測条件は、下記に示した(1)〜(4)となっている。
(1)工作機械1の温度変化量、及び、工作機械1の周囲における温度変化量のうち、少なくともいずれか1つの温度変化量が、所定の温度変化量を超えたとき。詳細には、機体温度センサ51〜55によって検出された温度変化量、気温センサ56によって検出された温度変化量、発熱源温度センサ57,58によって検出された温度変化量、及び、流体温度センサ59,60によって検出された温度変化量のうち、少なくともいずれか1つの温度変化量が、閾値を超えたとき。
(2)工具交換を行うことなく、主軸18に装着済みの単一の工具Tのみによって一定時間以上連続して加工したとき。
(3)主軸18の回転数や工具T(主軸18)の送り速度等の加工条件を変更したとき。即ち、加工条件を変更して、その変更した加工条件で加工する直前に、計測を実施する。
(4)加工プログラム中に予め計測指令が設定されているとき。即ち、加工プログラム中には、工具Tの刃先位置にずれが生じるおそれがある時点に対応して、予め計測指令が設定されている。
Four measurement conditions at the time of processing are (1) to (4) shown below.
(1) When at least one of the temperature change amount of the
(2) When machining is performed continuously for a predetermined time or more with only a single tool T mounted on the
(3) When machining conditions such as the rotational speed of the
(4) When a measurement command is set in advance in the machining program. That is, in the machining program, a measurement command is set in advance corresponding to a point in time when there is a possibility that the cutting edge position of the tool T is displaced.
以上より、工具Tの刃先位置を自動計測する場合には、先ず、図3に示すように、回転させた主軸18を、工具計測装置70の上方に設定された基準位置に位置決めして、その主軸18に装着された工具Tの先端部を、光源72とCCDカメラ73との間に設定された計測位置に進入させる。なお、計測位置とは、主軸18及び工具Tの回転軸(中心軸)と、CCDカメラ73の画像縦中心線とが一致して、その刃先が形成された先端部がCCDカメラ73の視野内に収まる位置のことである。
From the above, when automatically measuring the cutting edge position of the tool T, first, as shown in FIG. 3, the rotated
次いで、光源72を駆動させて、平行光を工具Tの先端部に向けて照射する。これにより、その平行光をバックライトとした工具Tの先端部における画像(輪郭、影、外形)が、CCDカメラ73の受光面に形成される。続いて、CCDカメラ73においては、受光面に形成された画像に対応した画像信号を、計測処理部74に送る。
Next, the
そして、計測処理部74においては、CCDカメラ73から供給された画像信号を、所定形式の画像データに変換した後、その画像データに基づいて工具Tの刃先位置を算出して、これをNC装置80に送る。最後に、NC装置80においては、計測処理部74から供給された刃先位置と、予め設定された基準刃先位置とを比較して、撮像した工具Tにおける刃先位置のずれ量を求めた後、その刃先位置のずれ量に応じて、工具TとワークWとの相対移動を制御する。
In the
次に、工具Tの刃先位置に対する自動計測処理の流れについて、図4を用いて説明する。 Next, the flow of the automatic measurement process for the cutting edge position of the tool T will be described with reference to FIG.
先ず、ステップS1において、ワークWを加工する前に、工具Tの刃先位置を計測して、そのずれ量を求める。 First, in step S1, before machining the workpiece W, the cutting edge position of the tool T is measured to determine the amount of deviation.
次いで、ステップS2において、ステップS1で求めた刃先位置のずれ量に応じて、工具TとワークWとの相対移動を補正しながら、ワークWを加工する。なお、ステップS1において、刃先位置のずれ量が無い場合には、工具TとワークWとの相対移動を補正することなく、ワークWを加工する。 Next, in step S2, the workpiece W is machined while correcting the relative movement between the tool T and the workpiece W in accordance with the deviation amount of the cutting edge position obtained in step S1. In step S1, when there is no deviation amount of the blade edge position, the workpiece W is processed without correcting the relative movement between the tool T and the workpiece W.
そして、ステップS3において、加工時における刃先位置に対する計測が必要であるか否かが判定される。即ち、上述した計測条件(1)〜(4)のうち、少なくともいずれか1つの計測条件が満たされたか否かが判定される。 Then, in step S3, it is determined whether or not measurement for the cutting edge position at the time of machining is necessary. That is, it is determined whether at least one of the measurement conditions (1) to (4) described above is satisfied.
ここで、可であれば、ステップS4において、加工時における工具Tの刃先位置を計測して、そのずれ量を求める。次いで、ステップS5において、ステップS4で求めた刃先位置のずれ量に応じて、工具TとワークWとの相対移動を補正しながら、ワークWを加工する。そして、ステップS3に戻り、処理が続けられる。 If yes, in step S4, the cutting edge position of the tool T at the time of machining is measured, and the amount of deviation is obtained. Next, in step S5, the workpiece W is machined while correcting the relative movement between the tool T and the workpiece W in accordance with the deviation amount of the cutting edge position obtained in step S4. And it returns to step S3 and a process is continued.
一方、否であれば、ステップS6において、加工時における工具Tの刃先位置を計測することなく、ワークWへの加工をそのまま継続する。そして、ステップS3に戻り、処理が続けられる。 On the other hand, if no, in step S6, the machining of the workpiece W is continued as it is without measuring the cutting edge position of the tool T at the time of machining. And it returns to step S3 and a process is continued.
なお、上述した実施形態においては、計測条件(1)〜(4)のうち、少なくともいずれか1つの計測条件が満たされたときに、加工時における計測を行うようにしているが、少なくともいずれか1つの計測条件が満たされても、過去に使用した同一加工プログラムの実行時における計測結果から、工具Tの刃先位置にずれが生じないと判断した場合には、CCDカメラ73による撮像時間を短くしたり、工具Tの刃先位置に対する計測を中止したりしても構わない。
In the above-described embodiment, the measurement at the time of machining is performed when at least one of the measurement conditions (1) to (4) is satisfied. Even if one measurement condition is satisfied, if it is determined from the measurement results when executing the same machining program used in the past that there is no deviation in the cutting edge position of the tool T, the imaging time by the
また、温度センサ51〜60を設けることにより、当該温度センサ51〜60によって、それらに対応した各温度変化量を検出することができるだけでなく、その検出した温度が時間経過と共にどのように変化していくのかを、予測することができる。つまり、温度センサ51〜60が設置された各部の熱変位が時間経過と共にどのように変化していくのかを、予測することができる。
In addition, by providing the
これにより、加工時に計測を行う場合には、工作機械1の熱変位が、熱変位が変動する過渡期から、熱変位が収束する安定期に移行してから、計測を行うようにしても構わない。即ち、工作機械1における熱変位の収束を待ってから、工具Tの刃先位置を計測することにより、その計測精度を向上させることができる。
Thereby, when measuring at the time of a process, you may make it measure after the thermal displacement of the
更に、計測を行っている最中でも、工作機械1の熱変位が、過渡期となる場合や、安定期となる場合がある。このような場合には、熱変位の安定期における撮像時間を、熱変位の過渡期における撮像時間よりも短くしても構わない。これにより、計測にかかる全体の所要時間を、短くすることができる。
Furthermore, even during measurement, the thermal displacement of the
また更に、温度センサ51〜60に加えて、工具Tの温度変化量を直接的に検出することができる、サーモグラフィセンサを設けても構わない。これにより、刃先位置に対する計測の要否を、より正確に判断することができる。
Furthermore, in addition to the
従って、本発明によれば、加工時における工具Tの刃先位置に対してずれを発生させるおそれがある条件を、加工時における複数の計測条件として設定し、そのうち、1つの計測条件でも満たされる場合には、工具Tの刃先位置にずれが生じたと判断して、工具Tの刃先位置を計測する。これにより、加工時における工具Tの刃先位置に対する計測時期を、適切に設定することができる。よって、不要な計測を行う必要が無くなるため、加工効率の向上を図ることができる。 Therefore, according to the present invention, a condition that may cause a deviation with respect to the cutting edge position of the tool T at the time of machining is set as a plurality of measurement conditions at the time of machining, and one of the measurement conditions is satisfied. First, it is determined that a deviation has occurred in the cutting edge position of the tool T, and the cutting edge position of the tool T is measured. Thereby, the measurement time with respect to the cutting edge position of the tool T at the time of a process can be set appropriately. Therefore, it is not necessary to perform unnecessary measurement, so that the processing efficiency can be improved.
1 工作機械
11 ベッド
12 テーブル
14 コラム
15 クロスレール
16 サドル
17 ラム
18 主軸
20 送り装置
21 サーボモータ
31 冷却管
41 潤滑油供給管
51〜55 機体温度センサ
56 気温センサ
57,58 発熱源温度センサ
59,60 流体温度センサ
70 工具計測装置
73 CCDカメラ
74 計測処理部
80 NC装置
T 工具
W ワーク
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記工具の刃先位置を計測するための計測条件として、
前記工作機械の温度変化量、及び、前記工作機械の周囲における温度変化量のうち、少なくともいずれか1つの温度変化量が、所定の温度変化量を超えたとき、
単一の前記工具のみによって一定時間以上連続して加工したとき、
前記工具が被加工物を加工するための加工条件を変更したとき、
前記工具が前記被加工物を加工するための加工プログラム中に予め計測指令が設定されているときの4つの計測条件を設定し、
加工時において、前記4つの計測条件のうち、少なくともいずれか1つの計測条件が満たされると、前記工具の刃先位置にずれが生じたと判断して、前記工具の刃先位置を計測する
ことを特徴とする工具の刃先位置計測方法。 In the tool edge position measuring method of imaging a tool mounted on a spindle of a machine tool and measuring the edge position of the tool based on an image obtained by the imaging,
As a measurement condition for measuring the cutting edge position of the tool,
When at least one of the temperature change amount of the machine tool and the temperature change amount around the machine tool exceeds a predetermined temperature change amount,
When machining continuously for a certain period of time only with a single tool,
When the tool changes the processing conditions for processing the workpiece,
Set four measurement conditions when a measurement command is set in advance in a machining program for the tool to machine the workpiece,
During machining, when at least one of the four measurement conditions is satisfied, it is determined that a deviation has occurred in the tool tip position, and the tool tip position is measured. Of measuring the position of the cutting edge of the tool to be used.
前記4つの計測条件にうち、少なくともいずれか1つの計測条件が満たされても、過去に使用した同一の加工プログラムの実行時における計測結果から、前記工具の刃先位置にずれが生じないと判断した場合には、
前記工具の刃先位置に対する撮像時間を短くする、または、前記工具の刃先位置を計測しない
ことを特徴とする工具の刃先位置計測方法。 In the cutting edge position measuring method of the tool according to claim 1,
Even if at least one of the four measurement conditions is satisfied, it is determined from the measurement results when executing the same machining program used in the past that there is no deviation in the cutting edge position of the tool. in case of,
The method for measuring the edge position of a tool, wherein the imaging time for the edge position of the tool is shortened or the edge position of the tool is not measured.
前記工作機械の熱変位が、熱変位が変動する過渡期から、熱変位が収束する安定期に移行してから、前記工具の刃先位置を計測する
ことを特徴とする工具の刃先位置計測方法。 In the cutting edge position measuring method of the tool according to claim 1 or 2,
The tool tip position measuring method, wherein the tool tip position is measured after the thermal displacement of the machine tool shifts from a transition period in which the thermal displacement fluctuates to a stable period in which the thermal displacement converges.
前記工作機械の熱変位が収束する安定期における撮像時間を、前記工作機械の熱変位が変動する過渡期における撮像時間よりも短くする
ことを特徴とする工具の刃先位置計測方法。 In the cutting edge position measuring method of the tool according to claim 1 or 2,
The tool edge position measuring method, wherein an imaging time in a stable period when the thermal displacement of the machine tool converges is shorter than an imaging time in a transient period in which the thermal displacement of the machine tool fluctuates.
機体の温度変化量、及び、機体周囲の温度変化量を検出する温度センサと、
主軸に装着された前記工具を撮像して、その撮像画像を得る撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された撮影画像に基づいて、前記工具の刃先位置を計測する計測手段と、
前記計測手段によって計測された前記刃先位置に基づいて、当該刃先位置のずれ量を求めた後、前記刃先位置のずれ量に応じて、前記工具と前記被加工物との相対移動を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記工具の刃先位置を計測するための計測条件として、
前記温度センサが検出した温度変化量が所定の温度変化量を超えたとき、
単一の前記工具のみによって一定時間以上連続して加工したとき、
前記工具が前記被加工物を加工するための加工条件を変更したとき、
前記工具が前記被加工物を加工するための加工プログラム中に予め計測指令が設定されているときの4つの計測条件を有し、
加工時において、前記4つの計測条件のうち、少なくともいずれか1つの計測条件が満たされると、前記工具の刃先位置にずれが生じたと判断して、前記工具の刃先位置を計測する
ことを特徴とする工作機械。 In a machine tool that processes the workpiece by the tool by relatively moving the tool and the workpiece,
A temperature sensor for detecting the temperature change amount of the aircraft and the temperature change amount around the aircraft; and
Imaging means for imaging the tool mounted on the spindle and obtaining the captured image;
Measuring means for measuring the position of the cutting edge of the tool based on the captured image captured by the imaging means;
Control for controlling the relative movement between the tool and the workpiece according to the deviation amount of the cutting edge position after obtaining the deviation amount of the cutting edge position based on the cutting edge position measured by the measuring means. With the device,
The controller is
As a measurement condition for measuring the cutting edge position of the tool,
When the temperature change amount detected by the temperature sensor exceeds a predetermined temperature change amount,
When machining continuously for a certain period of time only with a single tool,
When the tool changes the processing conditions for processing the workpiece,
The tool has four measurement conditions when a measurement command is set in advance in a machining program for machining the workpiece,
During machining, when at least one of the four measurement conditions is satisfied, it is determined that a deviation has occurred in the tool tip position, and the tool tip position is measured. Machine tool to do.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180135980A (en) * | 2016-06-15 | 2018-12-21 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | A metering control apparatus, a manufacturing system, a metering control method, and a metering control program stored in a recording medium |
CN112388392A (en) * | 2019-08-14 | 2021-02-23 | 发那科株式会社 | Onboard measuring device, machine tool, and onboard measuring method |
KR20230070496A (en) | 2020-09-25 | 2023-05-23 | 시바우라 기카이 가부시키가이샤 | Manufacturing method of processing machine, measuring device and work piece |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03281146A (en) * | 1990-03-30 | 1991-12-11 | Hitachi Ltd | Impact test specimen automatic processing system |
JPH0655410A (en) * | 1992-08-07 | 1994-03-01 | Brother Ind Ltd | Displacement correcting device for nc machine tool |
JPH1199448A (en) * | 1997-09-29 | 1999-04-13 | Makino Milling Mach Co Ltd | Precise machining method and device |
JP2001239438A (en) * | 2000-02-28 | 2001-09-04 | Enshu Ltd | Thermal displacement compensation method for machine tool, device thereof, storage medium, and machining method in machine tool |
JP2004034187A (en) * | 2002-07-01 | 2004-02-05 | Murata Mach Ltd | Machine tool |
JP2015182159A (en) * | 2014-03-24 | 2015-10-22 | 三菱重工業株式会社 | Measuring apparatus for tool displacement of machine tool |
-
2016
- 2016-09-30 JP JP2016193825A patent/JP2018051725A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03281146A (en) * | 1990-03-30 | 1991-12-11 | Hitachi Ltd | Impact test specimen automatic processing system |
JPH0655410A (en) * | 1992-08-07 | 1994-03-01 | Brother Ind Ltd | Displacement correcting device for nc machine tool |
JPH1199448A (en) * | 1997-09-29 | 1999-04-13 | Makino Milling Mach Co Ltd | Precise machining method and device |
JP2001239438A (en) * | 2000-02-28 | 2001-09-04 | Enshu Ltd | Thermal displacement compensation method for machine tool, device thereof, storage medium, and machining method in machine tool |
JP2004034187A (en) * | 2002-07-01 | 2004-02-05 | Murata Mach Ltd | Machine tool |
JP2015182159A (en) * | 2014-03-24 | 2015-10-22 | 三菱重工業株式会社 | Measuring apparatus for tool displacement of machine tool |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180135980A (en) * | 2016-06-15 | 2018-12-21 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | A metering control apparatus, a manufacturing system, a metering control method, and a metering control program stored in a recording medium |
KR101984457B1 (en) | 2016-06-15 | 2019-05-30 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | A metering control apparatus, a manufacturing system, a metering control method, and a metering control program stored in a recording medium |
CN112388392A (en) * | 2019-08-14 | 2021-02-23 | 发那科株式会社 | Onboard measuring device, machine tool, and onboard measuring method |
KR20230070496A (en) | 2020-09-25 | 2023-05-23 | 시바우라 기카이 가부시키가이샤 | Manufacturing method of processing machine, measuring device and work piece |
JP7417503B2 (en) | 2020-09-25 | 2024-01-18 | 芝浦機械株式会社 | Processing machines, measuring devices, and methods for manufacturing workpieces |
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