JP2021003799A - In-machine measurement correction method of processor - Google Patents

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卓実 福島
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Abstract

To suppress occurrence of an error of a correction value of a calculated dimension by a simple constitution.SOLUTION: An in-machine measurement correction method of a processor having a jig 11 installed in the processor 1, a position detection probe 13 attached to a spindle which is driven by a feed mechanism including a ball screw, and a control device, there are provided: a master guide 14 fixed to the jig 11; and a master plate 15 formed of a raw material which is the same as that of a processed product 12, and having a thermal expansion coefficient similar to that of the processed product, and fixed to the jig so as to progress along the master guide 14. The master plate 15 is fixed so that displacement of the ball screw in a feed direction is not hindered, and the control device corrects a measurement value of displacement of the processed product 12 which is measured by the position detection probe 13 by using a ratio of a reference dimension and a dimension of the expanded master plate 15.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、被加工物を加工するための加工機の機内測定補正方法に関する。 The present invention relates to an in-machine measurement correction method of a processing machine for processing an workpiece.

従来、このような分野の技術として、特開2006−212765号公報がある。この公報に記載された機内測定補正方法では、加工機においてボールネジの熱変位を、低膨張材であるインバー材を基準として算出する構成が開示されている。これにより、工作機と加工ワーク双方の熱変位を包括的に測定して補正する。 Conventionally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-212765 is available as a technique in such a field. The in-machine measurement correction method described in this publication discloses a configuration in which the thermal displacement of a ball screw in a processing machine is calculated with reference to an Invar material which is a low expansion material. As a result, the thermal displacement of both the machine tool and the workpiece is comprehensively measured and corrected.

特開2006−212765号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-21765

しかしながら、前述した従来の機内測定補正方法では、寸法の基準とする機器の歪みによって、基準の熱変位が小さい状態とならない場合がある。言い換えると、寸法(位置)基準として用いる機器自身については熱変位が極めて小さいが、加工機に設けられた加工テーブルは通常は鉄系の金属でできており、クーラント液や雰囲気温度の影響を受けて熱変位するため、寸法の基準とする機器の加工テーブルへの取り付け方によっては、基準に誤差を発生させる場合がある。そのため加工機の全体や、特に加工機において送り機構に用いるボールネジの補正を行うために算出される寸法の補正値に、誤差が生じる場合がある。 However, in the conventional in-flight measurement correction method described above, the reference thermal displacement may not be small due to the distortion of the device used as the reference for the dimensions. In other words, the thermal displacement of the equipment itself used as the dimensional (position) reference is extremely small, but the processing table provided in the processing machine is usually made of iron-based metal and is affected by the coolant liquid and atmospheric temperature. Because of the thermal displacement, an error may occur in the reference depending on how the equipment used as the reference for the dimensions is attached to the processing table. Therefore, an error may occur in the entire processing machine, and in particular, in the correction value of the dimensions calculated for correcting the ball screw used for the feed mechanism in the processing machine.

また、温度測定のために、複数の温度検出器を用いる必要がある。これは、加工対象であるワークと基準温度の温度差を測定し、線膨張係数を用いて補正値を算出しているために、複数の温度検出器を用いる必要がある。 In addition, it is necessary to use a plurality of temperature detectors for temperature measurement. This is because the temperature difference between the workpiece to be machined and the reference temperature is measured and the correction value is calculated using the coefficient of linear expansion, so that it is necessary to use a plurality of temperature detectors.

さらに、実際に計測補正したい加工ワークより大きな範囲の寸法基準でキャリブレーションが行われる場合がある。これは、ボールネジなどを用いた位置決め駆動装置では、機械加工機などの使用部位に偏りがある場合に、使用頻度の高い部位の熱膨張が大きくなることがあり部位によって熱変位量が異なることが挙げられる。 Furthermore, calibration may be performed with a dimensional standard in a larger range than the workpiece to be actually measured and corrected. This is because in a positioning drive device that uses a ball screw or the like, when there is a bias in the parts used such as a machining machine, the thermal expansion of the parts that are frequently used may increase, and the amount of thermal displacement may differ depending on the part. Can be mentioned.

例えば図6に示すように、ボールネジの温度分布では、動作領域の中央付近を中心に熱が蓄積され温度が上昇する。また図7に示すように、図6に示したボールネジへの蓄熱によって熱変位が生じ、ボールネジの熱伸びを発生させる場合に、ボールネジの位置ごとに伸び方が異なる。したがって、計測したい部位とほぼ等しい熱変位量となる部位を基準として利用することが望ましい。
本発明は、簡易な構成で、かつ、算出される寸法の補正値について誤差の発生を抑制した加工機の機内測定補正方法を提供するものである。
For example, as shown in FIG. 6, in the temperature distribution of the ball screw, heat is accumulated around the center of the operating region and the temperature rises. Further, as shown in FIG. 7, when heat displacement occurs due to heat storage in the ball screw shown in FIG. 6 and heat elongation of the ball screw is generated, the elongation method differs depending on the position of the ball screw. Therefore, it is desirable to use a part having a thermal displacement amount almost equal to the part to be measured as a reference.
The present invention provides an in-machine measurement correction method for a processing machine having a simple structure and suppressing the occurrence of an error in the calculated correction value of dimensions.

本発明にかかる加工機の機内測定補正方法は、加工機内に設置される治具と、ボールネジを含む送り機構によって駆動される主軸に取り付けられた位置検知プローブと、制御装置と、を備える加工機の機内測定補正方法であって、前記治具に固定されているマスターガイドと、被加工物と同じ素材または同程度の熱膨張率を備える素材であり、かつ、前記マスターガイドに沿うようにして前記治具に固定されたマスタープレートと、を備え、前記マスタープレートを、前記ボールネジの送り方向の変位が阻害されないように固定し、前記制御装置は、前記位置検知プローブで測定された前記被加工物の変位の測定値を、基準寸法と膨張後の前記マスタープレートの寸法との比を用いて補正する。
これにより、補正された位置検知プローブでの測定値を用いてボールネジの熱変位を算出し、加工機の補正を実行することができる。
The in-machine measurement correction method of the processing machine according to the present invention includes a jig installed in the processing machine, a position detection probe attached to a spindle driven by a feed mechanism including a ball screw, and a control device. This is an in-flight measurement correction method of the above method, in which the master guide fixed to the jig and the material having the same material or the same thermal expansion coefficient as the workpiece and follow the master guide. A master plate fixed to the jig is provided, the master plate is fixed so as not to hinder the displacement of the ball screw in the feeding direction, and the control device is the machine to be processed as measured by the position detection probe. The measured value of the displacement of the object is corrected by using the ratio of the reference dimension and the dimension of the master plate after expansion.
As a result, the thermal displacement of the ball screw can be calculated using the measured value of the corrected position detection probe, and the correction of the processing machine can be executed.

これにより、簡易な構成で、かつ、算出される寸法の補正値について誤差の発生を抑制した加工機の機内測定補正方法を提供することができる。 As a result, it is possible to provide an in-machine measurement correction method for a processing machine having a simple configuration and suppressing the occurrence of an error in the calculated correction value of the dimensions.

実施の形態1にかかる加工機の全体の構成の一例を示した図である。It is a figure which showed an example of the whole structure of the processing machine which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1にかかる治具の側面にマスタープレート及びマスターガイドが配置された状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the master plate and the master guide are arranged on the side surface of the jig which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1にかかる加工機における測定と補正の手順の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the procedure of measurement and correction in the processing machine which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1にかかる上方からマスター固定バネを当接させてマスタープレートを固定させた例を示す図である。It is a figure which shows the example which fixed the master plate by abutting the master fixing spring from above which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1にかかるマスタープレートの中央下部に下方向からマスター固定ネジを挿入してマスタープレートを固定させた例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example in which a master fixing screw is inserted from below into the lower center of the master plate according to the first embodiment to fix the master plate. 関連するボールネジの加熱状態における位置ごとの温度分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the temperature distribution for each position in the heating state of the related ball screw. 関連するボールネジの加熱状態における位置ごとの熱伸び分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the heat elongation distribution for each position in the heating state of the related ball screw. 実施の形態2にかかる加工機2の全体の構成の一例を示した図である。It is a figure which showed an example of the whole structure of the processing machine 2 which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施の形態2にかかる固定部とノックピンの位置関係の一例を模式的に示した図である。It is a figure which showed typically an example of the positional relationship between the fixing part and the knock pin which concerns on Embodiment 2. FIG.

実施の形態1.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1に示すように、加工機1は、治具11と、治具11上に載置されている被加工物12と、被加工物12の位置を測定する位置検知プローブ13と、治具11の側面から突出して設けられたマスターガイド14と、マスターガイド14に沿うように配置されたマスタープレート15と、を備える。
Embodiment 1.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the processing machine 1 includes a jig 11, a work piece 12 mounted on the jig 11, a position detection probe 13 for measuring the position of the work piece 12, and a jig. The master guide 14 is provided so as to project from the side surface of the eleven, and the master plate 15 is arranged along the master guide 14.

治具11は、X方向及びY方向に長く形成された略直方体であるものとして説明する。ここでX方向及びY方向はそれぞれ略水平であり、Z方向上面はXY方向に延びる平面状であるとともに、略水平方向に延在する面であるものとして説明する。 The jig 11 will be described as being a substantially rectangular parallelepiped formed long in the X direction and the Y direction. Here, it is assumed that the X direction and the Y direction are substantially horizontal, and the upper surface in the Z direction is a plane extending in the XY direction and extending in the substantially horizontal direction.

さらに加工機1には、マスターガイド14として、2つのマスターガイド14a,14bが用いられており、マスタープレート15として、2つのマスタープレート15a,15bが用いられているものとして説明する。 Further, it is assumed that two master guides 14a and 14b are used as the master guide 14 in the processing machine 1, and two master plates 15a and 15b are used as the master plate 15.

治具11のZ方向上面11aには被加工物12が載置されている。また、治具11のY方向側の側面11bには、側面11bから突出するように形成されているとともに、X方向に延在する形状であるマスターガイド14aが形成されている。また同様に、治具11のX方向側の側面11cには、側面11cから突出するように形成されているとともに、Y方向に延在する形状であるマスターガイド14bが形成されている。 The workpiece 12 is placed on the upper surface 11a of the jig 11 in the Z direction. Further, a master guide 14a having a shape extending in the X direction is formed on the side surface 11b on the Y direction side of the jig 11 so as to project from the side surface 11b. Similarly, on the side surface 11c of the jig 11 on the X direction side, a master guide 14b having a shape extending in the Y direction is formed as well as being formed so as to protrude from the side surface 11c.

なお、マスターガイド14a及びマスターガイド14bは、それぞれ治具11の側面11b,11cのうち下寄りに形成されている。例えば、マスターガイド14aのZ方向における位置は、マスターガイド14aの上方にマスタープレート15aが配置されている状態で、略直方体状であるマスタープレート15aの上面が、治具11のZ方向上面11aの高さと略同一か、それより低くなるように形成されている。マスターガイド14bについても同様である。 The master guide 14a and the master guide 14b are formed on the lower side of the side surfaces 11b and 11c of the jig 11, respectively. For example, the position of the master guide 14a in the Z direction is such that the upper surface of the master plate 15a having a substantially rectangular parallelepiped shape is the upper surface 11a of the jig 11 in the Z direction when the master plate 15a is arranged above the master guide 14a. It is formed so as to be approximately the same as or lower than the height. The same applies to the master guide 14b.

マスターガイド14a及びマスターガイド14bは、それぞれ熱に対して膨張による変位が小さい低熱膨張材である。 The master guide 14a and the master guide 14b are low thermal expansion materials having a small displacement due to expansion with respect to heat, respectively.

位置検知プローブ13は、被加工物12の位置を検知する。位置検知プローブ13は、ボールネジを有する送り機構によって駆動される主軸に取り付けられている。 The position detection probe 13 detects the position of the workpiece 12. The position detection probe 13 is attached to a spindle driven by a feed mechanism having a ball screw.

なお例えば、位置検知プローブ13は、加工機1を用いて被加工物を加工する場合に用いる加工用工具に換えて設置され、加工機1の加工精度の測定を行う。 For example, the position detection probe 13 is installed in place of the machining tool used when machining the workpiece using the machining machine 1, and measures the machining accuracy of the machining machine 1.

なお、マスタープレート15a,15bは所定の寸法であるプレートであり、熱膨張前の状態の寸法である基準寸法と、熱膨張後の寸法との比率が算出される。位置検知プローブ13は、被加工物12の位置検知を行う。 The master plates 15a and 15b are plates having predetermined dimensions, and the ratio of the reference dimension, which is the dimension before thermal expansion, and the dimension after thermal expansion is calculated. The position detection probe 13 detects the position of the workpiece 12.

制御装置(図示せず)は、位置検知プローブ13による位置検知によって測定された測定値について、基準寸法と熱膨張後のマスタープレート15a,15bの寸法との比を用いて補正して算出する演算装置である。これにより制御装置は、位置検知プローブ13が設置された送り機構のボールネジについて、熱による変位量を算出することができる。 The control device (not shown) is a calculation that corrects and calculates the measured value measured by the position detection by the position detection probe 13 by using the ratio of the reference dimension and the dimensions of the master plates 15a and 15b after thermal expansion. It is a device. As a result, the control device can calculate the amount of displacement due to heat of the ball screw of the feed mechanism in which the position detection probe 13 is installed.

ここでマスタープレート15aについて説明する。マスタープレート15aは、マスターガイド14aの上方に配置されている。マスタープレート15aは、被加工物12と同じ素材、または同程度の熱膨張率を備える素材である。 Here, the master plate 15a will be described. The master plate 15a is arranged above the master guide 14a. The master plate 15a is a material having the same material as the workpiece 12 or a material having the same coefficient of thermal expansion.

さらに、マスタープレート15aは、マスターガイド14aに沿うようにして配置されているとともに、治具11に固定されている。より具体的には、マスタープレート15aはX方向に延在するプレートであって、治具11のY方向側の側面11bに設けられX方向に延在するように形成されたマスターガイド14aの上方に配置される。なお典型的には、マスタープレート15aは、マスターガイド14aに比べ、延在方向(X方向)の長さが短く形成されている。 Further, the master plate 15a is arranged along the master guide 14a and is fixed to the jig 11. More specifically, the master plate 15a is a plate extending in the X direction, and is above the master guide 14a provided on the side surface 11b on the Y direction side of the jig 11 and formed so as to extend in the X direction. Placed in. Typically, the master plate 15a is formed to have a shorter length in the extending direction (X direction) than the master guide 14a.

また図2に示すように、マスタープレート15aは、マスタープレート15aのX方向における中央部において、Y方向に貫通するマスター固定ネジ16によって治具11に固定されている。例えばマスタープレート15aは、Z方向に連続して設けられた複数のマスター固定ネジ16によって、治具11に固定されている。なお、マスタープレート15aは、中央部で固定されているため、X方向両端方向への熱変位を阻害されない状態である。さらにマスタープレート15aは、その下方に沿うように配置されているマスターガイド14aによって回転が防止されており、同一姿勢が維持される。 Further, as shown in FIG. 2, the master plate 15a is fixed to the jig 11 by a master fixing screw 16 penetrating in the Y direction at the central portion of the master plate 15a in the X direction. For example, the master plate 15a is fixed to the jig 11 by a plurality of master fixing screws 16 continuously provided in the Z direction. Since the master plate 15a is fixed at the central portion, it is in a state where the thermal displacement in both ends in the X direction is not hindered. Further, the master plate 15a is prevented from rotating by a master guide 14a arranged along the lower side thereof, and the same posture is maintained.

なお同様に、マスタープレート15bは、マスターガイド14bの上方に配置されているとともに、Y方向に延在するマスターガイド14bに沿ってY方向に延在するように配置されている。またマスタープレート15bは、Y方向における中央部において、X方向に貫通する複数のマスター固定ネジ16によって治具11に固定されている。これにより、マスタープレート15bは、X方向両端方向へ熱方向の変位が阻害されない状態である。また、マスタープレート15bは、その下方に配置されているマスターガイド14bによって回転が防止されており、同一姿勢が維持される。 Similarly, the master plate 15b is arranged above the master guide 14b and is arranged so as to extend in the Y direction along the master guide 14b extending in the Y direction. Further, the master plate 15b is fixed to the jig 11 by a plurality of master fixing screws 16 penetrating in the X direction at the central portion in the Y direction. As a result, the master plate 15b is in a state in which the displacement in the thermal direction is not hindered in both ends in the X direction. Further, the master plate 15b is prevented from rotating by the master guide 14b arranged below the master plate 15b, and the same posture is maintained.

次に図3を参照して、加工機1の位置補正を行うための測定を実行し、補正をする手順について説明する。 Next, with reference to FIG. 3, a procedure for performing measurement for performing position correction of the processing machine 1 and performing correction will be described.

治具11の上面11aに、被加工物12を載置する(ステップS1)。また、被加工物12に対して位置検知プローブ13をセットし(ステップS2)、被加工物12の熱膨張による変位を測定可能である状態とする。典型的には、被加工物12のX方向及びY方向について、熱膨張による位置の変位の測定を可能とする。このX方向及びY方向は、ボールネジの送り方向の変位方向と対応するものとする。 The workpiece 12 is placed on the upper surface 11a of the jig 11 (step S1). Further, the position detection probe 13 is set on the work piece 12 (step S2) so that the displacement of the work piece 12 due to thermal expansion can be measured. Typically, it is possible to measure the displacement of the position of the workpiece 12 in the X and Y directions due to thermal expansion. The X direction and the Y direction correspond to the displacement direction of the ball screw feeding direction.

治具11の側面11bにマスタープレート15aをセットし、側面11cにマスタープレート15bをセットする(ステップS3)。マスタープレート15a,15bは、それぞれプレートの延在方向における中央部において、治具11に対して固定される。また、マスタープレート15aの下方には、マスタープレート15aの延在方向と同方向に延在するマスターガイド14aが配置されており、マスタープレート15aは、マスターガイド14aに沿うように配置されている。マスタープレート15b及びマスターガイド14bの配置についても同様である。 The master plate 15a is set on the side surface 11b of the jig 11, and the master plate 15b is set on the side surface 11c (step S3). The master plates 15a and 15b are fixed to the jig 11 at the central portion in the extending direction of the plates, respectively. Further, below the master plate 15a, a master guide 14a extending in the same direction as the extending direction of the master plate 15a is arranged, and the master plate 15a is arranged along the master guide 14a. The same applies to the arrangement of the master plate 15b and the master guide 14b.

位置検知プローブ13により、熱変位した被加工物12の位置を測定することで変位量を測定する(ステップS4)。またこのとき、マスタープレート15a,15bのそれぞれについて、延在方向における両端方向への熱変位を測定する。ここで延在方向における両端方向とは、ボールネジの送り方向の変位であって、マスタープレート15a,15bは、ボールネジの送り方向の変位が阻害されない状態で固定されている。 The displacement amount is measured by measuring the position of the work piece 12 that has been thermally displaced by the position detection probe 13 (step S4). At this time, the thermal displacements of the master plates 15a and 15b in the extending direction in both ends are measured. Here, both ends in the extending direction are displacements in the feeding direction of the ball screw, and the master plates 15a and 15b are fixed in a state where the displacement in the feeding direction of the ball screw is not hindered.

制御装置は、マスタープレート15a,15bについて、基準寸法と熱膨張後の測定値の比を算出する(ステップS5)。さらに制御装置では、位置検知プローブ13で測定した被加工物12の変位の測定値について、マスタープレート15a,15bの熱膨張前の状態の寸法である基準寸法と、熱膨張後の測定値との比を用いて補正する(ステップS6)。 The control device calculates the ratio of the reference dimension and the measured value after thermal expansion for the master plates 15a and 15b (step S5). Further, in the control device, regarding the measured value of the displacement of the workpiece 12 measured by the position detection probe 13, the reference dimension which is the dimension of the master plates 15a and 15b before thermal expansion and the measured value after thermal expansion are set. Correction is performed using the ratio (step S6).

ここで、マスタープレート15a,15bは、被加工物12と同じ素材または同程度の熱膨張率を備える素材を用いている。そのため、基準寸法に対するマスタープレート15a,15bの熱変位の比を利用して、位置検知プローブ13により測定された被加工物12の変位量の補正を行うことによって、誤差を含みにくくすることができる。すなわち、基準材料として膨張しない前提の物品を用いて補正を行う場合に比べ、被加工物12の膨張にかかる補正をより正確に行うことができる。したがって、ボールネジにかかる熱変位をより正確に測定し、加工機1を補正することができる。 Here, the master plates 15a and 15b use the same material as the workpiece 12 or a material having the same coefficient of thermal expansion. Therefore, by using the ratio of the thermal displacements of the master plates 15a and 15b to the reference dimensions to correct the displacement amount of the workpiece 12 measured by the position detection probe 13, it is possible to make it difficult to include an error. .. That is, the correction for the expansion of the workpiece 12 can be performed more accurately than the case where the correction is performed using an article that does not expand as the reference material. Therefore, the thermal displacement applied to the ball screw can be measured more accurately, and the processing machine 1 can be corrected.

なお、この方法は温度によってではなく、測定時点での寸法によって補正値を算出していることから、補正のための温度計を設置する必要が無く、コストを低減させることができる。 Since the correction value is calculated not by the temperature but by the dimension at the time of measurement in this method, it is not necessary to install a thermometer for the correction, and the cost can be reduced.

以上により、ボールネジを含む送り機構を有する加工機1において、温度計を用いない簡易な構成で、ボールネジの熱変位を誤差の発生を低減させた状態で測定することができる。さらに、この測定値に基づいて、加工機1の補正を実行することができる。 As described above, in the processing machine 1 having the feed mechanism including the ball screw, the thermal displacement of the ball screw can be measured in a state where the occurrence of error is reduced by a simple configuration without using a thermometer. Further, the correction of the processing machine 1 can be executed based on the measured value.

また例えば図4に示すように、マスタープレート15a,15bについて、上方及び下方にマスターガイドが設けられている構造であってもよい。例えば、マスタープレート15aは、下方に設けられた第1のマスターガイド17aに載置されているとともに、上方に設けられた第2のマスターガイド18aに連結されたマスター固定バネ19によって固定されている。 Further, for example, as shown in FIG. 4, the master plates 15a and 15b may have a structure in which master guides are provided above and below. For example, the master plate 15a is placed on a first master guide 17a provided below and is fixed by a master fixing spring 19 connected to a second master guide 18a provided above. ..

また例えば、マスタープレート15aの上面において、マスター固定バネ19によって固定される力が、マスタープレート15aの延在方向にほぼ均等にかかるように形成されていてもよい。典型的には、第2のマスターガイド18aとマスタープレート15aの間には、複数のマスター固定バネ19が設けられている。 Further, for example, on the upper surface of the master plate 15a, the force fixed by the master fixing spring 19 may be formed so as to be applied substantially evenly in the extending direction of the master plate 15a. Typically, a plurality of master fixing springs 19 are provided between the second master guide 18a and the master plate 15a.

ここでマスタープレート15aの固定は、マスター固定ネジ16を用いずに、マスター固定バネ19によって行う。これによりマスタープレート15aは、マスター固定ネジ16を用いる場合に比べて、ストレスが低い状態となり、同一姿勢を維持しながら、延在方向への熱変位が阻害されない状態となる。 Here, the master plate 15a is fixed by the master fixing spring 19 without using the master fixing screw 16. As a result, the stress of the master plate 15a is lower than that of the case where the master fixing screw 16 is used, and the master plate 15a is in a state where the thermal displacement in the extending direction is not hindered while maintaining the same posture.

なお、第1のマスターガイド17aの一部が上方に突出する形状である。これにより、マスタープレート15aは治具11の側面11bから離れずに、側面11bに当接、又は近接した状態で配置される。 A part of the first master guide 17a has a shape that protrudes upward. As a result, the master plate 15a is placed in contact with or close to the side surface 11b without being separated from the side surface 11b of the jig 11.

なお、マスタープレート15bを固定する構成について、マスタープレート15aと同様の構成とすることができる。これにより、マスタープレート15bにかかるストレスを低減した状態で固定できる。 The structure for fixing the master plate 15b can be the same as that for the master plate 15a. As a result, the master plate 15b can be fixed in a reduced stress state.

また例えば、図5に示すように、マスタープレート15aをY方向に貫通するマスター固定ネジ16によって治具11に固定することにかえて、マスターガイド14aの下方から上方にマスター固定ネジ20を貫通させ、マスタープレート15aの中央下部に挿入させることで、マスタープレート15aを固定することができる。すなわち、マスタープレート15aは、治具11に固定されているマスターガイド14aに対して固定される。 Further, for example, as shown in FIG. 5, instead of fixing the master plate 15a to the jig 11 with the master fixing screw 16 penetrating in the Y direction, the master fixing screw 20 is passed through from below to above the master guide 14a. , The master plate 15a can be fixed by inserting it into the lower center of the master plate 15a. That is, the master plate 15a is fixed to the master guide 14a fixed to the jig 11.

これにより、マスタープレート15aは、延在方向(X方向)の両端方向への熱変位が阻害されない状態であるとともに、上方向への熱変位が阻害されない状態で、同一姿勢を維持することができる。 As a result, the master plate 15a can maintain the same posture in a state in which the thermal displacement in the extending direction (X direction) in both end directions is not hindered and in a state in which the thermal displacement in the upward direction is not hindered. ..

マスタープレート15bを固定する構成について、マスタープレート15aと同様の構成とすることができる。これにより、マスタープレート15bは、延在方向(Y方向)の両端方向への熱変位が阻害されない状態であるとともに、上方向への熱変位が阻害されない状態で、同一姿勢を維持することができる。 The structure for fixing the master plate 15b can be the same as that for the master plate 15a. As a result, the master plate 15b can maintain the same posture in a state in which the thermal displacement in the extending direction (Y direction) in both end directions is not hindered and in a state in which the thermal displacement in the upward direction is not hindered. ..

実施の形態2.
次に、マスタープレート15a,15bをそれぞれ固定する固定部21と、被加工物12を固定するノックピン22と、を利用した加工機2について説明する。なお以下では、実施の形態1に示した加工機1の構成物品と同一の機能を奏する構成物品については同一の符号を付し、説明を省略する。
Embodiment 2.
Next, a processing machine 2 using a fixing portion 21 for fixing the master plates 15a and 15b and a knock pin 22 for fixing the workpiece 12 will be described. In the following, the constituent articles having the same functions as the constituent articles of the processing machine 1 shown in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

加工機2は、治具11と、治具11上に載置されている被加工物12と、被加工物12の位置を測定する位置検知プローブ13と、治具11の側面から突出して設けられたマスターガイド14と、マスターガイド14に沿うように配置されたマスタープレート15と、固定部21と、ノックピン22と、を備える。 The processing machine 2 is provided with a jig 11, a work piece 12 mounted on the jig 11, a position detection probe 13 for measuring the position of the work piece 12, and a protrusion from the side surface of the jig 11. The master guide 14 provided, the master plate 15 arranged along the master guide 14, the fixing portion 21, and the knock pin 22 are provided.

図8に示すように、ノックピン22は、治具11の上面から上方に突出するように設けられた複数のピンである。ここでは2本のノックピン22が、所定の距離をあけてX方向に連続するように配置されているものとする。図8においてX方向左側のピンをノックピン22a,右側のピンをノックピン22bとする。 As shown in FIG. 8, the knock pin 22 is a plurality of pins provided so as to project upward from the upper surface of the jig 11. Here, it is assumed that the two knock pins 22 are arranged so as to be continuous in the X direction with a predetermined distance. In FIG. 8, the pin on the left side in the X direction is referred to as a knock pin 22a, and the pin on the right side is referred to as a knock pin 22b.

図8及び図9に示すように、固定部21は、マスタープレート15aを固定する2つの固定部21a,21bと、マスタープレート15bを固定する固定部21cと、を有する。 As shown in FIGS. 8 and 9, the fixing portion 21 has two fixing portions 21a and 21b for fixing the master plate 15a and a fixing portion 21c for fixing the master plate 15b.

固定部21a,21bは、マスタープレート15aの所定の箇所をマスターガイド14aに固定する。具体的には、固定部21a,21bには、それぞれマスターガイド14aの上面から上方に突出するように設けられたピンが用いられる。すなわち、マスタープレート15aの下部にピンを挿入することによって、マスタープレート15aをマスターガイド14aに固定する。 The fixing portions 21a and 21b fix a predetermined portion of the master plate 15a to the master guide 14a. Specifically, pins provided so as to project upward from the upper surface of the master guide 14a are used for the fixing portions 21a and 21b, respectively. That is, the master plate 15a is fixed to the master guide 14a by inserting a pin into the lower part of the master plate 15a.

ここで図9に示すように、2つの固定部21a,21bが設けられている位置は、2つのノックピン22a,22bとX方向の位置が揃う位置とする。言い換えると、ノックピン22a,22bを結ぶ直線に対して、固定部21aから直交するように引いた直線、すなわち、Y方向に引いた直線がノックピン22aの位置で交わるように、固定部21aが配置されている。同様に、ノックピン22a,22bを結ぶ直線に対して、固定部21bから直交するように引いた直線がノックピン22bの位置で交わるように、固定部21bが配置されている。 Here, as shown in FIG. 9, the positions where the two fixing portions 21a and 21b are provided are the positions where the two knock pins 22a and 22b are aligned with each other in the X direction. In other words, the fixed portion 21a is arranged so that the straight line drawn so as to be orthogonal to the fixed portion 21a with respect to the straight line connecting the knock pins 22a and 22b, that is, the straight line drawn in the Y direction intersects at the position of the knock pin 22a. ing. Similarly, the fixing portion 21b is arranged so that a straight line drawn so as to be orthogonal to the fixing portion 21b intersects the straight line connecting the knock pins 22a and 22b at the position of the knock pin 22b.

なお例えば、固定部21a,21bの位置は、マスタープレート15bにおいて設定した測定点に比べてX方向内側とする。ここで、マスタープレート15a,15bにおける測定点の位置は、被加工物12の形状や、被加工物12における加工対象の位置に応じて決定できるが、典型的にはマスタープレート15a,15bの延在方向の端部近傍である。 For example, the positions of the fixing portions 21a and 21b are set inside the X direction with respect to the measurement points set on the master plate 15b. Here, the position of the measurement point on the master plates 15a and 15b can be determined according to the shape of the workpiece 12 and the position of the object to be processed on the workpiece 12, but typically the extension of the master plates 15a and 15b. It is near the end in the direction of presence.

固定部21cは、マスタープレート15bの所定の箇所をマスターガイド14bに固定する。具体的には、固定部21cには、マスターガイド14bの上面から上方に突出するように設けられたピンが用いられる。すなわち、マスタープレート15bの下部からピンを挿入することによって、マスタープレート15bをマスターガイド14bに固定する。 The fixing portion 21c fixes a predetermined portion of the master plate 15b to the master guide 14b. Specifically, a pin provided so as to project upward from the upper surface of the master guide 14b is used for the fixing portion 21c. That is, the master plate 15b is fixed to the master guide 14b by inserting a pin from the lower part of the master plate 15b.

ここで図9に示すように、固定部21cが設けられている位置は、2つのノックピン22a,22bを結んだ直線上の位置とする。言い換えると、ノックピン22a,22b、及び固定部21cは、Y方向の位置が揃うように、かつ、X方向に連続するように配置されている。 Here, as shown in FIG. 9, the position where the fixing portion 21c is provided is a position on a straight line connecting the two knock pins 22a and 22b. In other words, the knock pins 22a and 22b and the fixing portion 21c are arranged so as to be aligned in the Y direction and continuous in the X direction.

ここで、固定部21とノックピン22が設けられた加工機2において、治具11の側面に被加工物12の熱膨張率と同等の部材で作り寸法が既知であるマスタープレート15a,15bを取り付け、これらの膨張の比率を用いて被加工物12の寸法を測定する際の動作について説明する。 Here, in the processing machine 2 provided with the fixing portion 21 and the knock pin 22, master plates 15a and 15b whose dimensions are known and made of a member equivalent to the coefficient of thermal expansion of the workpiece 12 are attached to the side surface of the jig 11. , The operation when measuring the dimension of the workpiece 12 using these expansion ratios will be described.

被加工物12は加工時の熱を除去するために冷却液の温度に支配的に馴染んでおり、治具11に取り付けたマスタープレート15a,15bも冷却により被加工物の温度となる。 The workpiece 12 is predominantly accustomed to the temperature of the coolant in order to remove heat during machining, and the master plates 15a and 15b attached to the jig 11 are also cooled to the temperature of the workpiece.

マスタープレート15a,15bは、治具11上のノックピン22a,22bの位置に対して、Y方向又はX方向のいずれかが揃う位置に設けられた固定部21a,21b,21cによって、マスターガイド14a,14bに固定される。これにより、マスタープレート15a,15bは、被加工物12の熱変位に追従するように変形可能である状態で、それぞれマスターガイド14a,14bに固定される。 The master plates 15a and 15b are formed by fixing portions 21a, 21b and 21c provided at positions where either the Y direction or the X direction is aligned with respect to the positions of the knock pins 22a and 22b on the jig 11. It is fixed to 14b. As a result, the master plates 15a and 15b are fixed to the master guides 14a and 14b, respectively, in a state of being deformable so as to follow the thermal displacement of the workpiece 12.

被加工物12の物理的な位置は、位置検知プローブ13を用いて測定する。すなわち、ボールネジ及びサーボモータを用いた駆動装置によって被加工物12の位置を変更させながら、位置検知プローブ13とのタッチポイントを検出することで、測定値を得られる。 The physical position of the workpiece 12 is measured using the position detection probe 13. That is, the measured value can be obtained by detecting the touch point with the position detection probe 13 while changing the position of the workpiece 12 by the drive device using the ball screw and the servomotor.

なお、位置検知プローブ13を用いた被加工物12の位置や、マスタープレート15a,15bの加熱前後の状態の測定の結果を用い、
を算出することで、補正値を得ることができる。これにより、温度測定をすることなく、加工機2の熱膨張にかかる補正を実行できる。
Using the results of measurement of the position of the workpiece 12 using the position detection probe 13 and the state before and after heating of the master plates 15a and 15b,
The correction value can be obtained by calculating. As a result, it is possible to correct the thermal expansion of the processing machine 2 without measuring the temperature.

したがって、ボールネジを含む送り機構を有する加工機2において、温度計を用いない簡易な構成で、ボールネジの熱変位を誤差の発生を低減させた状態で測定することができる。さらに、この測定値に基づいて、加工機2の補正を実行することができる。 Therefore, in the processing machine 2 having the feed mechanism including the ball screw, the thermal displacement of the ball screw can be measured in a state where the occurrence of error is reduced by a simple configuration without using a thermometer. Further, the correction of the processing machine 2 can be executed based on the measured value.

すなわち、ボールネジ等を用いた位置決め駆動装置では、加工機等の使用部位に偏りがある場合、使用頻度の高い部位の熱膨張率が大きくなり、部位によって熱変位量が異なる。そのため、寸法基準は計測したい部位とほぼ等しい部位であり、比較するもの同士で同様に熱変位が発生するように設置して、測定や補正を実行できる。 That is, in a positioning drive device using a ball screw or the like, when there is a bias in the parts used such as a processing machine, the coefficient of thermal expansion of the parts frequently used becomes large, and the amount of thermal displacement differs depending on the parts. Therefore, the dimensional reference is a part that is almost equal to the part to be measured, and it is possible to perform measurement and correction by installing the parts to be compared so that thermal displacement occurs in the same manner.

具体的には、マスタープレート15a,15bを固定する固定部21a,21b,21cの位置を、治具11に被加工物12を固定しているノックピン22a,22bの位置と合わせることで、基準を合わせることができる。これにより、被加工物12が熱膨張により変形する状態と、マスタープレート15a,15bが熱膨張により変形する状態と、を近づけることができ、加工機において膨張の影響を補正する補正値の算出を行う際に、誤差の発生を低減できる。 Specifically, the reference is set by aligning the positions of the fixing portions 21a, 21b, 21c fixing the master plates 15a, 15b with the positions of the knock pins 22a, 22b fixing the workpiece 12 to the jig 11. Can be matched. As a result, the state in which the workpiece 12 is deformed by thermal expansion and the state in which the master plates 15a and 15b are deformed by thermal expansion can be brought close to each other, and a correction value for correcting the influence of expansion can be calculated in the processing machine. When doing so, the occurrence of errors can be reduced.

例えば、マスタープレートの一端部を固定して、固定箇所を原点とした状態で加熱変形すると、マスタープレートの変化量と被加工物の変化量の相違が大きくなり補正精度が低下するが、マスタープレート15a,15bの固定位置を被加工物12の固定位置と合わせた状態で測定を行うことにより、補正精度の低下を抑制できる。 For example, if one end of the master plate is fixed and heat deformed with the fixed point as the origin, the difference between the amount of change in the master plate and the amount of change in the workpiece becomes large and the correction accuracy decreases, but the master plate By performing the measurement in a state where the fixed positions of 15a and 15b are aligned with the fixed positions of the workpiece 12, it is possible to suppress a decrease in correction accuracy.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。すなわち上記の記載は、説明の明確化のため、適宜、省略及び簡略化がなされており、当業者であれば、実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit. That is, the above description has been omitted or simplified as appropriate for the purpose of clarifying the description, and those skilled in the art can easily change, add, or convert each element of the embodiment within the scope of the present invention. It is possible.

1 加工機
2 加工機
11 治具
11a 上面
11b,11c 側面
12 被加工物
13 位置検知プローブ
14 マスターガイド
14a,14b マスターガイド
15 マスタープレート
15a,15b マスタープレート
16 マスター固定ネジ
17a マスターガイド
18a マスターガイド
19 マスター固定バネ
20 マスター固定ネジ
21a,21b,21c 固定部
22a,22b ノックピン
1 Processing machine 2 Processing machine 11 Jig 11a Top surface 11b, 11c Side surface 12 Work piece 13 Position detection probe 14 Master guide 14a, 14b Master guide 15 Master plate 15a, 15b Master plate 16 Master fixing screw 17a Master guide 18a Master guide 19 Master fixing spring 20 Master fixing screw 21a, 21b, 21c Fixing part 22a, 22b Knock pin

Claims (2)

加工機内に設置される治具と、ボールネジを含む送り機構によって駆動される主軸に取り付けられた位置検知プローブと、制御装置と、を備える加工機の機内測定補正方法であって、
前記治具に固定されているマスターガイドと、
被加工物と同じ素材または同程度の熱膨張率を備える素材であり、かつ、前記マスターガイドに沿うようにして前記治具に固定されたマスタープレートと、を備え、
前記マスタープレートを、前記ボールネジの送り方向の変位が阻害されないように固定し、
前記制御装置は、前記位置検知プローブで測定された前記被加工物の変位の測定値を、基準寸法と膨張後の前記マスタープレートの寸法との比を用いて補正する
加工機の機内測定補正方法。
An in-machine measurement correction method for a processing machine including a jig installed in the processing machine, a position detection probe attached to a spindle driven by a feed mechanism including a ball screw, and a control device.
The master guide fixed to the jig and
A material having the same material as the work piece or a material having the same coefficient of thermal expansion, and a master plate fixed to the jig along the master guide.
The master plate is fixed so that the displacement of the ball screw in the feeding direction is not hindered.
The control device corrects the measured value of the displacement of the workpiece measured by the position detection probe by using the ratio of the reference dimension and the dimension of the master plate after expansion, which is an in-machine measurement correction method of the processing machine. ..
前記マスタープレートは、前記治具に対して固定部で固定され、
前記被加工物は、前記治具に対して少なくとも2本のノックピンで固定され、
前記固定部は、前記ノックピンを結ぶ直線上、または、前記2本のノックピンを結ぶ直線に対して前記固定部から直交するように引いた直線が、前記2本のノックピンのいずれかの位置で交わるように設けられることを特徴とする
請求項1に記載の加工機の機内測定補正方法。
The master plate is fixed to the jig with a fixing portion.
The workpiece is fixed to the jig with at least two knock pins.
The fixed portion is formed by a straight line connecting the knock pins or a straight line drawn so as to be orthogonal to the straight line connecting the two knock pins at any position of the two knock pins. The in-flight measurement correction method for a processing machine according to claim 1, wherein the method is provided as described above.
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