JP2021065997A - Measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、測定方法に関する。 The present invention relates to a measuring method.
マシニングセンタを用いてワークを加工することが知られている。ワークの中心位置を測定するためにタッチプローブを使用することをも知られている(以上、特許文献1参照)。 It is known to process workpieces using a machining center. It is also known to use a touch probe to measure the center position of the work (see Patent Document 1 above).
ところで、マシニングセンタは自身のスピンドルに取り付ける工具を自動で交換するためのATC(Automatic Tool Changer:自動工具交換装置)を備えている。特に、ATCは工具として上述したタッチプローブやドリル、フライスなどを外周に保持する略円板型の工具マガジンを備えている。工具マガジンが径方向の中心を回転軸として回転し、例えばスピンドルに取り付けられたドリルがタッチプローブなどに交換される。 By the way, the machining center is equipped with an ATC (Automatic Tool Changer) for automatically changing the tool attached to its own spindle. In particular, the ATC is provided with a substantially disk-shaped tool magazine that holds the above-mentioned touch probe, drill, milling cutter, etc. as a tool on the outer circumference. The tool magazine rotates about the center in the radial direction as a rotation axis, and for example, the drill attached to the spindle is replaced with a touch probe or the like.
ここで、マシニングセンタが複数台のワーク(以下、工作物という)を様々な工具で順に加工していく場合、その過程で、工具マガジンは交換が発生する度に回転を繰り返す。工具マガジンは自身の外周にタッチプローブを保持しているため、工具マガジンが回転する度にタッチプローブには遠心力がかかる。タッチプローブでは鉛直下方に直線的に伸びる測定子の一端がプローブ頭部で支持されており、測定子に遠心力がかかった場合、測定子の他端が工具マガジンの回転軸から離れる方向に振られる。これにより、測定子に対して鉛直下方に戻す調整が行われるまで、測定子は鉛直下方から傾いた状態になる。 Here, when the machining center processes a plurality of workpieces (hereinafter referred to as geographic features) in order with various tools, the tool magazine repeats rotation every time replacement occurs in the process. Since the tool magazine holds the touch probe on its outer circumference, centrifugal force is applied to the touch probe every time the tool magazine rotates. In the touch probe, one end of the stylus extending linearly downward is supported by the probe head, and when centrifugal force is applied to the stylus, the other end of the stylus swings away from the rotation axis of the tool magazine. Be done. As a result, the stylus is tilted from below vertically until the stylus is adjusted to return vertically downward.
したがって、工作物を加工して設けられた加工穴における内周面の被測定点に測定子の他端を接触させて被測定点の位置を測定する場合、測定子が傾いていなければ、正常に被測定点の位置を測定できるが、測定子が傾いていると、測定異常につながるおそれがある。 Therefore, when measuring the position of the point to be measured by bringing the other end of the stylus into contact with the point to be measured on the inner peripheral surface of the machined hole provided by machining the workpiece, it is normal if the stylus is not tilted. Although the position of the point to be measured can be measured, if the stylus is tilted, it may lead to measurement abnormality.
そこで、本発明では、測定異常を抑制することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to suppress measurement abnormality.
本発明に係る測定方法は、工作物を加工して設けられた円筒型の加工穴における径方向の第1の断面の円周上に等間隔に定められた複数の第1の被測定点に測定子を順に接触させることによって前記加工穴の中心位置を算出するステップと、前記工作物に対する加工回数又は前回の加工からの経過時間に関する判断基準を満たすか否かを判断するステップと、前記判断基準を満たす場合、前記第1の断面と平行な前記第1の断面以外の少なくとも1つの第2の断面における前記第1の被測定点に対応する複数の第2の被測定点を前記測定子によって測定するステップと、前記第1の被測定点と前記第2の被測定点とのそれぞれの測定差を対応する被測定点毎に算出し、前記測定差の少なくとも1つが測定異常を判断可能な第1の閾値以上である場合、測定異常信号を出力するステップと、前記判断基準を満たさない場合、前記中心位置と前記中心位置に対応する前回の中心位置との位置差を算出し、前記位置差が前記第1の閾値より大きな第2の閾値以上である場合、前記測定異常信号を出力するステップと、を含んでいる。 The measuring method according to the present invention applies to a plurality of first measurement points defined at equal intervals on the circumference of the first radial cross section in a cylindrical machined hole provided by processing a workpiece. The step of calculating the center position of the machined hole by bringing the stylus into contact with each other in order, and the step of judging whether or not the judgment criteria regarding the number of times of machining or the elapsed time from the previous machining with respect to the workpiece are satisfied, and the above-mentioned determination. When the criterion is satisfied, the stylus sets a plurality of second measured points corresponding to the first measured points in at least one second cross section other than the first cross section parallel to the first cross section. And the measurement difference between the first measurement point and the second measurement point is calculated for each corresponding measurement point, and at least one of the measurement differences can determine the measurement abnormality. If it is equal to or greater than the first threshold value, the position difference between the step of outputting the measurement abnormality signal and the previous center position corresponding to the center position is calculated when the determination criterion is not satisfied. When the position difference is equal to or greater than the second threshold value larger than the first threshold value, the step of outputting the measurement abnormality signal is included.
本発明によれば、上記2つのステップで測定異常信号を出力するので、測定異常を抑制することができる。 According to the present invention, since the measurement abnormality signal is output in the above two steps, the measurement abnormality can be suppressed.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1はマシニングセンタ30の正面図である。図2はカバー14を取り外した状態のATC8の正面図である。マシニングセンタ30は工作物WKを加工する工作機械である。マシニングセンタ30は、例えば工作物WKの表面を切削し、工作物WKに円筒型の穴(以下、加工穴という)HLを形成する。
FIG. 1 is a front view of the
マシニングセンタ30は、図1に示すように、スピンドル5を備えている。スピンドル5には工具ホルダ4に固定されたタッチプローブ3やドリルなどが工具として取り付けられる。また、マシニングセンタ30は、工作物WKを固定するチャック部材6と、チャック部材6が載置されるテーブル7とを備えている。さらに、マシニングセンタ30はATC8を備えている。ATC8はスピンドル5に取り付ける工具を自動で交換する。すなわち、スピンドル5に取り付けられるタッチプローブ3は工具ホルダ4毎に交換される。
As shown in FIG. 1, the
スピンドル5は工具ホルダ4を保持したり解放したりするためのチャック機構を備えている。また、スピンドル5は回転駆動機構に連結されている。このため、スピンドル5は工作物WKの加工時や加工穴HLの測定時に回転することができる。さらに、スピンドル5は、図1に示すX軸の正方向及び負方向へスピンドル5を移動させる左右移動機構、並びにZ軸の正方向及び負方向へスピンドル5を移動させる上下移動機構、並びに後述するY軸の正方向及び負方向へスピンドル5を移動させる前後移動機構に連結されている。このため、スピンドル5は、工作物WKの加工時や加工穴HLの測定時に、X軸、Y軸、及びZ軸それぞれの正方向及び負方向へ移動可能となっている。
The
図1に示すように、ATC8の上側部分はカバー14で覆われており、ATC8からカバー14を取り外すと、図2に示すように、ATC8は複数の工具ホルダ4を保持する工具マガジン11を備えている。図2では、ドリル2やタッチプローブ3などが工具として工具ホルダ4に固定されている。工具マガジン11は回転駆動機構12に連結されている。回転駆動機構12は、Z軸方向と平行な回転軸R1を中心に工具マガジン11を回転させるための駆動モータと、駆動モータの動力を工具マガジン11に伝達するための動力伝達機構等とを備えている。このため、工具マガジン11は回転軸R1を中心に回転することができる。
As shown in FIG. 1, the upper portion of the ATC 8 is covered with a
尚、工具マガジン11は移動機構13にも連結されている。移動機構13は、工具マガジン11をX軸正方向及び負方向へ移動させるための駆動モータ、エアシリンダなどを含む駆動源15、駆動源15の動力を工具マガジン11に伝達するための動力伝達機構、工具マガジン11をX軸正方向及び負方向へ案内するためのガイド機構などを備えている。これにより、工具マガジン11は、回転駆動機構12とともに、図2に示すX軸の正方向及び負方向へ移動可能となっている。
The
図3(a)はタッチプローブ3の移動例を説明するための図である。図3(b)はタッチプローブ3の正常時の測定例を説明するための図である。図3(c)はタッチプローブ3の異常時の測定例を説明するための図である。
FIG. 3A is a diagram for explaining a movement example of the
図3(a)に示すように、タッチプローブ3は自身の一部を工作物WKに設けられた加工穴HLに入れた状態でX軸方向やY軸方向などに移動することができる。具体的には、まず、タッチプローブ3のプローブ頭部(例えばハウジングなど)3aが設計や実験などによって求められた理論値中心Oに位置決めされ、X軸正方向に移動する。ここで、図3(b)に示すように、タッチプローブ3はプローブ頭部3aから鉛直下方に直線的に伸びる測定子3bを含んでいる。測定子3bの一端はプローブ頭部3aで支持されており、測定子3bの他端は2つに枝分かれしている。測定子3bの他端の一方は鉛直方向から直角に伸び、その先端に加工穴HLにおける内周面と接触する第1接点c1を備えている。測定子3bの他端の他方は鉛直方向の先端に加工穴HLにおける底面と接触する第2接点c2を備えている。
As shown in FIG. 3A, the
このため、測定子3bが理論値中心OからX軸正方向に移動すると、図3(a)及び(b)に示すように、測定子3bの第1接点c1が加工穴HLの内周面における所定の部分と接触する。これにより、タッチプローブ3(具体的には測定子3b)は第1接点c1が接触した部分の3次元位置を被測定点として測定する。
Therefore, when the
測定後、タッチプローブ3のプローブ頭部3aが理論値中心Oに戻り、理論値中心Oを中心軸として180度回転し、X軸負方向に移動する。これにより、図3(a)及び(b)に示すように、測定子3bの第1接点c1が加工穴HLの内周面の別の部分と接触する。この結果、タッチプローブ3は第1接点c1が接触した別の部分の3次元位置を被測定点として測定する。その後、同様に、タッチプローブ3のプローブ頭部3aが理論値中心Oに戻り、図3(a)に示すように、理論値中心Oを中心軸として−90度回転しY軸正方向に移動して測定する。測定後、タッチプローブ3のプローブ頭部3aが理論値中心Oに戻り、理論値中心Oを中心軸として180度回転しY軸負方向に移動して測定する。これにより、4つの被測定点が測定される。
After the measurement, the
ここで、工具マガジン11は自身の外周にタッチプローブ3などを保持しているため(図2を参照)、工具マガジン11が回転する度にタッチプローブ3には遠心力がかかる。タッチプローブ3は測定子3bの一端がプローブ頭部3aで支持されているため、測定子3bに遠心力がかかった場合、測定子3bの他端が工具マガジン11の回転軸R1から離れる方向に振られる。これにより、図3(c)に示すように、測定子3bに対して鉛直下方に戻す調整が行われるまで測定子3bはスピンドル5の回転軸R2から傾いた状態になる。
Here, since the
この結果、図3(b)に示すような、測定子3bが回転軸R2と平行な場合と比べて、図3(c)に示すように、測定子3bの第1接点c1は上述した所定の部分と異なる部分に接触する。したがって、タッチプローブ3は上述した所定の部分から少し上の部分の3次元位置を被測定点として測定する。このように、マシニングセンタ30が複数台の工作物WKを様々な工具で順に加工していくと、1台目から数百台程度までは正常な範囲で被測定点を測定できるが、それ以降は、測定子3bが傾いて正常な範囲を外れた異常測定となり得る。以下、測定子3bが傾いた状態でも、測定異常を抑制できる手法について説明する。
As a result, as shown in FIG. 3C, the first contact c1 of the
まず、図4(a)及び(b)を参照して、マシニングセンタ30を制御する制御装置40について説明する。
First, the
図4(a)は制御装置40のハードウェア構成の一例である。図4(b)は制御装置40の機能構成の一例である。制御装置40はCNC(Computer Numerical Control:コンピュータ数値制御)装置であってもよいし、PC(Personal Computer)やタブレット端末であってもよい。
FIG. 4A is an example of the hardware configuration of the
制御装置40はCPU(Central Processing Unit)40A、RAM(Random Access Memory)40B、及びROM(Read Only Memory)40Cを含んでいる。また、制御装置40はディスプレイ40D、及び通信インタフェース(図4(a)においてI/Fと表記)40E、及びタッチパネル40Fを含んでいる。CPU40A、RAM40B、ROM40C、ディスプレイ40D、通信インタフェース40E、及びタッチパネル40Fは、内部バス40Gによって互いに接続されている。内部バス40GにHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)などの補助記憶装置を接続してもよい。
The
通信インタフェース40Eは例えばUSB(Universal Serial Bus)ポートなどの接続端子を備え、通信ケーブル50によりマシニングセンタ30のスピンドル5やATC8などと接続される。上述したRAM40Bには、ROM40Cに記憶されたプログラムがCPU40Aによって一時的に格納される。格納されたプログラムをCPU40Aが実行することにより、CPU40Aは各種の機能を実現し、また、各種の処理を実行する。尚、プログラムは後述するフローチャートに応じたものとすればよい。また、ROM40Cに代えて、上述した補助記憶装置に格納されたプログラムをCPU40Aが実行することにより、CPU40Aが各種の機能を実現し、また、各種の処理を実行してもよい。
The
図4(b)では制御装置40の機能の要部が示されている。図4(b)に示すように、制御装置40は記憶部41、制御部42、通信部43、入力部44、及び表示部45を備えている。記憶部41はRAM40B、ROM40C、補助記憶装置の少なくとも1つによって実現することができる。制御部42はCPU40Aによって実現することができる。通信部43は通信インタフェース40Eによって実現することができる。入力部44はタッチパネル40Fによって実現することができる。表示部45はディスプレイ40Dによって実現することができる。したがって、記憶部41、制御部42、通信部43、入力部44、及び表示部45は互いに接続されている。このように、通信部43を介して制御装置40とマシニングセンタ30は接続されている。
FIG. 4B shows a main part of the function of the
次に、図5乃至図7を参照して、本実施形態に係る測定方法について説明する。 Next, the measurement method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 7.
図5は測定方法を実現する処理に関するフローチャート(その1)である。図6は測定方法を実現する処理に関するフローチャート(その2)である。図7は測定方法を説明するための図である。図5に示すフローチャートと図6に示すフローチャートは連続する。制御部42がスピンドル5の動作を制御することで、測定子3bは様々な位置に移動し、測定を行う。
FIG. 5 is a flowchart (No. 1) relating to the process of realizing the measurement method. FIG. 6 is a flowchart (No. 2) relating to the process of realizing the measurement method. FIG. 7 is a diagram for explaining a measurement method. The flowchart shown in FIG. 5 and the flowchart shown in FIG. 6 are continuous. When the
まず、図5及び図7に示すように、制御部42は測定子3bをXY断面上で加工穴HLの中心軸Oz上に移動させる(ステップS1)。これにより、測定子3b(より詳しくは測定子3bの第2接点c2)が、中心軸Oz上に位置決めされる。尚、中心軸OzはZ軸に平行であり、かつ、理論値中心Oを通る軸である。
First, as shown in FIGS. 5 and 7, the
次いで、制御部42は測定子3bをZ軸上で加工穴HLの理論値中心Oに移動させる(ステップS2)。これにより、測定子3b(より詳しくは測定子3bの第2接点c2)は中心軸Ozに沿って下降し、測定子3bの第1接点c1が理論値中心Oを含むXY断面に位置する場所で停止する。より詳しくは、加工穴HLの内周面に接する第1接点c1の高さと加工穴HLの底面に接する第2接点c2の高さが異なるため(図3(b)参照)、制御部42は例えば第1接点c1が第1被測定点P1を測定できる位置に測定子3bを移動させる。言い換えれば、測定子3bの他端における第1接点c1と第2接点c2との分岐点が理論値中心Oに位置決めされる。
Next, the
次いで、制御部42は測定子3bにX軸上の第1被測定点P1を測定させる(ステップS3)。より詳しくは、制御部42は第1接点c1が第1被測定点P1を向く方向にスピンドル5を回転させ、測定子3bをX軸正方向に移動させて、第1被測定点P1を測定させる。第1接点c1が加工穴HLの内周面上に位置する第1被測定点P1に接触することにより、測定子3bは第1被測定点P1の3次元位置を測定する。
Next, the
次いで、制御部42は測定子3bにX軸上の第2被測定点P2を測定させる(ステップS4)。より詳しくは、制御部42は測定子3bを理論値中心Oに戻し、第1接点c1が第2被測定点P2を向く方向にスピンドル5を回転させ、測定子3bをX軸負方向に移動させて、第2被測定点P2を測定させる。第1接点c1が加工穴HLの内周面上に位置する第2被測定点P2に接触することにより、測定子3bは第2被測定点P2の3次元位置を測定する。
Next, the
次いで、制御部42は測定子3bにX軸上の実測値中心を算出する(ステップS5)。より詳しくは、制御部42は測定子3bを理論値中心Oに戻し、第1被測定点P1の3次元位置と第2被測定点P2の3次元位置とに基づいて、X軸上の実測値中心を算出する。測定子3bがスピンドル5の回転軸R1に対して傾いていても、制御部42が算出する実測値中心のX座標と理論値中心のX座標は一致する。
Next, the
次いで、制御部42は測定子3bにY軸上の第3被測定点P3を測定させる(ステップS6)。より詳しくは、制御部42は第1接点c1が第3被測定点P3を向く方向にスピンドル5を回転させ、測定子3bをY軸正方向に移動させて、第3被測定点P3を測定させる。第1接点c1が加工穴HLの内周面上に位置する第3被測定点P3に接触することにより、測定子3bは第3被測定点P3の3次元位置を測定する。
Next, the
次いで、制御部42は測定子3bにY軸上の第4被測定点P4を測定させる(ステップS7)。より詳しくは、制御部42は測定子3bを理論値中心Oに戻し、第1接点c1が第4被測定点P4を向く方向にスピンドル5を回転させ、測定子3bをY軸負方向に移動させて、第4被測定点P4を測定させる。第1接点c1が加工穴HLの内周面上に位置する第4被測定点P4に接触することにより、測定子3bは第4被測定点P4の3次元位置を測定する。
Next, the
次いで、制御部42は測定子3bにY軸上の実測値中心を算出する(ステップS8)。より詳しくは、制御部42は測定子3bを理論値中心Oに戻し、第3被測定点P3の3次元位置と第4被測定点P4の3次元位置とに基づいて、Y軸上の実測値中心を算出する。測定子3bがスピンドル5の回転軸R2に対して傾いていても、制御部42が算出する実測値中心のY座標と理論値中心のY座標は一致する。
Next, the
このように、加工穴HLにおける径方向の断面の円周上に等間隔に定められた第1被測定点P1、第2被測定点P2、第3被測定点P3、及び第4被測定点P4に測定子3bを順に接触させることによって、制御部42は加工穴HLの実測値中心のX座標及びY座標を算出する。
In this way, the first measured point P1, the second measured point P2, the third measured point P3, and the fourth measured point defined at equal intervals on the circumference of the radial cross section of the machined hole HL. By bringing the
ところで、上述した第1被測定点P1などの3次元位置を測定した場合、測定時に異物を噛み込むことにより、第1被測定点P1などの3次元位置を精度良く測定できていない可能性がある。具体的には、第1接点c1と第1被測定点P1との間に切粉などの異物が存在し、この異物を噛み込んだ状態で測定子3bが第1被測定点P1の3次元位置を測定する可能性もある。この場合、制御部42が算出した実測値中心に基づいて2台目以降の工作物WKを加工しようとすると、実測値中心が理論値中心Oからずれるため、工作物WKを精度良く加工できない可能性が高い。
By the way, when the three-dimensional position of the first measured point P1 or the like described above is measured, there is a possibility that the three-dimensional position of the first measured point P1 or the like cannot be measured accurately due to a foreign object being caught during the measurement. is there. Specifically, there is a foreign substance such as chips between the first contact c1 and the first measured point P1, and the
そこで、ステップS8の処理が完了した後、制御部42は加工回数又は加工からの経過時間に関する所定の判断基準を満たすか否かを判断する(ステップS9)。例えば、マシニングセンタ30の電源を投入してから1回目である場合、又は、前回の加工から数分若しくは十数分以上経過している場合、制御部42は所定の判断基準を満たすと判断する(ステップS9:YES)。この場合、制御部42は理論値中心Oを含むXY断面と異なる少なくとも1つの別のXY断面と加工穴HLの断面とが交差する円周上のいくつかの被測定点を測定子3bに測定させる。
Therefore, after the processing in step S8 is completed, the
具体的には、図5及び図7に示すように、制御部42は測定子3bを加工穴HLの理論値中心OからZ軸方向に3mm上昇させる(ステップS10)。これにより、測定子3bの第1接点c1が第5被測定点P5から第8被測定点P8までと接触できる位置に位置決めされる。尚、本実施形態では一例として3mmを測定子3bの上昇量として説明するが、上昇量は設計などに基づいて適宜変更してもよい。
Specifically, as shown in FIGS. 5 and 7, the
次いで、制御部42は測定子3bにX軸上の第5被測定点P5を測定させる(ステップS11)。より詳しくは、制御部42は第1接点c1が第5被測定点P5を向く方向にスピンドル5を回転させ、測定子3bをX軸正方向に移動させて、第5被測定点P5を測定させる。第1接点c1が加工穴HLの内周面上に位置する第5被測定点P5に接触することにより、測定子3bは第5被測定点P5の3次元位置を測定する。
Next, the
次いで、制御部42は測定子3bにX軸上の第6被測定点P6を測定させる(ステップS12)。より詳しくは、制御部42は測定子3bを理論値中心Oに戻し、第1接点c1が第6被測定点P6を向く方向にスピンドル5を回転させ、測定子3bをX軸負方向に移動させて、第6被測定点P6を測定させる。第1接点c1が加工穴HLの内周面上に位置する第6被測定点P6に接触することにより、測定子3bは第6被測定点P6の3次元位置を測定する。
Next, the
次いで、制御部42は測定子3bにY軸上の第7被測定点P7を測定させる(ステップS13)。より詳しくは、制御部42は測定子3bを理論値中心Oに戻し、第1接点c1が第7被測定点P7を向く方向にスピンドル5を回転させ、測定子3bをY軸正方向に移動させて、第7被測定点P7を測定させる。第1接点c1が加工穴HLの内周面上に位置する第7被測定点P7に接触することにより、測定子3bは第3被測定点P3の3次元位置を測定する。
Next, the
次いで、制御部42は測定子3bにY軸上の第8被測定点P8を測定させる(ステップS14)。より詳しくは、制御部42は測定子3bを理論値中心Oに戻し、第1接点c1が第8被測定点P8を向く方向にスピンドル5を回転させ、測定子3bをY軸負方向に移動させて、第8被測定点P8を測定させる。第1接点c1が加工穴HLの内周面上に位置する第8被測定点P8に接触することにより、測定子3bは第8被測定点P8の3次元位置を測定する。
Next, the
次いで、制御部42は測定子3bを加工穴HLの理論値中心OからZ軸方向に3mm下降させる(ステップS15)。より詳しくは、制御部42は測定子3bを理論値中心Oに戻してから、測定子3bを3mm下降させる。これにより、測定子3bの第1接点c1が第9被測定点P9から第12被測定点P12までと接触できる位置に位置決めされる。尚、本実施形態では一例として3mmを測定子3bの下降量として説明するが、下降量は設計などに基づいて適宜変更してもよい。
Next, the
次いで、制御部42は測定子3bにX軸上の第9被測定点P9を測定させる(ステップS16)。より詳しくは、制御部42は第1接点c1が第9被測定点P9を向く方向にスピンドル5を回転させ、測定子3bをX軸正方向に移動させて、第9被測定点P9を測定させる。第1接点c1が加工穴HLの内周面上に位置する第9被測定点P9に接触することにより、測定子3bは第9被測定点P9の3次元位置を測定する。
Next, the
次いで、制御部42は測定子3bにX軸上の第10被測定点P10を測定させる(ステップS17)。より詳しくは、制御部42は測定子3bを理論値中心Oに戻し、第1接点c1が第10被測定点P10を向く方向にスピンドル5を回転させ、測定子3bをX軸負方向に移動させて、第10被測定点P10を測定させる。第1接点c1が加工穴HLの内周面上に位置する第10被測定点P10に接触することにより、測定子3bは第10被測定点P10の3次元位置を測定する。
Next, the
次いで、制御部42は測定子3bにY軸上の第11被測定点P11を測定させる(ステップS18)。より詳しくは、制御部42は測定子3bを理論値中心Oに戻し、第1接点c1が第11被測定点P11を向く方向にスピンドル5を回転させ、測定子3bをY軸正方向に移動させて、第11被測定点P11を測定させる。第1接点c1が加工穴HLの内周面上に位置する第11被測定点P11に接触することにより、測定子3bは第11被測定点P11の3次元位置を測定する。
Next, the
次いで、制御部42は測定子3bにY軸上の第12被測定点P12を測定させる(ステップS19)。より詳しくは、制御部42は測定子3bを理論値中心Oに戻し、第1接点c1が第12被測定点P12を向く方向にスピンドル5を回転させ、測定子3bをY軸負方向に移動させて、第12被測定点P12を測定させる。第1接点c1が加工穴HLの内周面上に位置する第12被測定点P12に接触することにより、測定子3bは第12被測定点P12の3次元位置を測定する。尚、ステップS10からS14までの処理とステップS15からS19までの処理のいずれか一方の処理を省略してもよい。
Next, the
次いで、図6に示すように、制御部42は被測定点毎に測定差を算出する(ステップS20)。具体的には、制御部42は第1被測定点P1を基準に第1被測定点P1と第1被測定点P1に対応する第5被測定点P5との測定差を算出する。また、制御部42は第1被測定点P1と第1被測定点P1に対応する第9被測定点P9との測定差を算出する。制御部42は第2被測定点P2、第3被測定点P3、及び第4被測定点P4についても第1被測定点P1と同様にそれぞれ測定差を算出する。
Next, as shown in FIG. 6, the
ステップS20の処理が完了すると、次いで、制御部42は測定差が0.01mm未満であるか否かを判断する(ステップS21)。より詳しくは、制御部42は算出した測定差の全てが0.01mm未満であるか否かを判断する。これにより、測定子3bが異物を噛み込んだ状態で第1被測定点P1などを測定したか否かを判断することができる。
When the process of step S20 is completed, the
全ての測定差が0.01mm未満である場合(ステップS21:YES)、制御部42は加工制御信号を出力し(ステップS22)、処理を終了する。すなわち、全ての測定差が0.01mm未満であれば、測定子3bが異物を噛み込んだ状態で第1被測定点P1などを測定した可能性は少なく、2台目以降の工作物WKに対しても1台目の工作物WKと同様に加工することができる。尚、制御部42から出力された加工制御信号は通信部43を介してマシニングセンタ30に入力される。
When all the measurement differences are less than 0.01 mm (step S21: YES), the
一方、少なくとも1つの測定差が0.01mm以上である場合(ステップS21:NO)、制御部42は測定異常信号を出力し(ステップS23)、処理を終了する。すなわち、少なくとも1つの測定差が0.01mm以上であれば、測定子3bが異物を噛み込んだ状態で第1被測定点P1などを測定した可能性がある。したがって、2台目以降の工作物WKに対し、1台目の工作物WKと同様に加工すれば、加工穴HLの位置ずれが発生するおそれがある。このため、制御部42は測定異常信号を出力し、マシニングセンタ30を停止する。尚、制御部42から出力された測定異常信号は表示部45に入力される。これにより、表示部45は設備停止などのアラームを表示する。
On the other hand, when at least one measurement difference is 0.01 mm or more (step S21: NO), the
一方、図5に示すステップS9の処理において、制御部42が所定の判断基準を満たさないと判断した場合(ステップS9:NO)、制御部42は実測値中心の位置差を算出する(ステップS24)。例えば、マシニングセンタ30の電源を投入してから2回目である場合、前回である1回目の実測値中心とステップS5,S8の処理で算出した2回目の実測値中心との位置差を算出する。
On the other hand, in the process of step S9 shown in FIG. 5, when the
ステップS24の処理が完了すると、次いで、制御部42は位置差が0.03mm未満であるか否かを判断する(ステップS25)。より詳しくは、制御部42は算出した位置差が0.03mm未満であるか否かを判断する。これにより、今回の実測値中心が前回の実測値中心からどの程度ずれているかを判断することができる。尚、本実施形態では位置差と比較する閾値を0.03mmとしているが、閾値は設計などに応じて適宜変更してもよい。
When the process of step S24 is completed, the
位置差が0.03mm未満である場合(ステップS25:YES)、ステップS22の処理を実行し、処理を終了する。すなわち、位置差が0.03mm未満であれば、今回の実測値中心が前回の実測値中心からさほどずれておらず、前回の実測値中心を採用しても、2台目以降の工作物WKに対しても1台目の工作物WKと同様に加工することができる。 If the positional difference is less than 0.03 mm (step S25: YES), the process of step S22 is executed and the process ends. That is, if the positional difference is less than 0.03 mm, the center of the measured value this time does not deviate so much from the center of the measured value of the previous time, and even if the center of the measured value of the previous time is adopted, the second and subsequent workpieces WK Can be processed in the same manner as the first workpiece WK.
一方、位置差が0.03mm以上である場合(ステップS25:NO)、ステップS23の処理を実行し、処理を終了する。すなわち、位置差が0.03mm以上であれば、今回の実測値中心が前回の実測値中心からずれており、前回の実測値中心を採用すると、2台目以降の工作物WKに対し、1台目の工作物WKと同様に加工すれば、加工穴HLの位置ずれが発生するおそれがある。このため、制御部42は測定異常信号を出力し、マシニングセンタ30を停止する。
On the other hand, when the position difference is 0.03 mm or more (step S25: NO), the process of step S23 is executed and the process is completed. That is, if the position difference is 0.03 mm or more, the center of the measured value this time deviates from the center of the measured value of the previous time, and if the center of the measured value of the previous time is adopted, 1 for the second and subsequent workpieces WK. If the machining is performed in the same manner as the geographic feature WK, the machining hole HL may be misaligned. Therefore, the
以上、本実施形態に係る測定方法は、工作物WKを加工して設けられた円筒型の加工穴HLにおける径方向の断面の円周上に等間隔に定められた第1被測定点P1、第2被測定点P2、第3被測定点P3、及び第4被測定点P4に測定子3bを順に接触させることによって、加工穴HLの実測値中心を算出するステップS5,S8を含んでいる。測定方法は、工作物WKに対する加工回数又は前回の加工からの経過時間に関する所定の判断基準を満たすか否かを判断するステップS9を含んでいる。測定方法は、所定の判断基準を満たす場合、上記断面と平行な上記断面以外の少なくとも1つの別の断面における第1被測定点P1などに対応する第5被測定点P5などを測定子3bによって測定するステップS11〜S14,S16〜S19を含んでいる。測定方法は、第1被測定点P1などと第5被測定点などとのそれぞれの測定差を対応する被測定点毎に算出し、測定差の少なくとも1つが0.01mm以上である場合、測定異常信号を出力するステップS20,S21,S23を含んでいる。測定方法は、所定の判断基準を満たさない場合、前回の実測値中心と今回の実測値中心との位置差を算出し、位置差が0.03mm以上である場合、測定異常信号を出力するステップS23〜S25を含んでいる。測定差の少なくとも1つが0.01mm以上である場合、又は位置差が0.03mm以上である場合に測定異常信号を出力するので、測定異常を抑制することができる。
As described above, in the measurement method according to the present embodiment, the first measurement points P1 defined at equal intervals on the circumference of the radial cross section in the cylindrical machined hole HL provided by processing the workpiece WK, The steps S5 and S8 for calculating the measured value center of the machined hole HL by sequentially contacting the
特に、測定子3bが傾いていない正常な状態で測定子3bが測定を行い、加工穴HLの穴径を算出し、算出した穴径に基づいて測定異常の有無を判断する場合、測定子3bが傾いた異常な状態で測定子3bが測定を行うと、穴径を精度良く算出することができず、結果的に、測定異常の有無を精度良く判断することができなくなる可能性がある。しかしながら、本実施形態によれば、測定子3bが傾いた異常な状態であっても、実測値中心は正常な状態と変わらないため、測定子の傾きに影響を受けることはない。また、本実施形態よれば、1つの断面だけではなく、その断面と異なる断面についても測定子3bは測定を行うため、異物の噛み込みの有無の判断も精度良く行うことができる。
In particular, when the
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and modifications are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
3 タッチプローブ
3b 測定子
8 ATC
11 工具マガジン
30 マシニングセンタ
40 制御装置
WK 工作物
HL 加工穴
3
11
Claims (1)
前記工作物に対する加工回数又は前回の加工からの経過時間に関する判断基準を満たすか否かを判断するステップと、
前記判断基準を満たす場合、前記第1の断面と平行な前記第1の断面以外の少なくとも1つの第2の断面における前記第1の被測定点に対応する複数の第2の被測定点を前記測定子によって測定するステップと、
前記第1の被測定点と前記第2の被測定点とのそれぞれの測定差を対応する被測定点毎に算出し、前記測定差の少なくとも1つが測定異常を判断可能な第1の閾値以上である場合、測定異常信号を出力するステップと、
前記判断基準を満たさない場合、前記中心位置と前記中心位置に対応する前回の中心位置との位置差を算出し、前記位置差が前記第1の閾値より大きな第2の閾値以上である場合、前記測定異常信号を出力するステップと、
を含む測定方法。 By sequentially bringing the stylus into contact with a plurality of first measurement points defined at equal intervals on the circumference of the first radial cross section in a cylindrical geographic hole provided by machining a workpiece. The step of calculating the center position of the machined hole and
A step of determining whether or not the criteria for the number of times the workpiece has been processed or the elapsed time since the previous processing is satisfied
When the determination criteria are satisfied, a plurality of second measured points corresponding to the first measured points in at least one second cross section other than the first cross section parallel to the first cross section are referred to. Steps to measure with a stylus and
The measurement difference between the first measurement point and the second measurement point is calculated for each corresponding measurement point, and at least one of the measurement differences is equal to or greater than the first threshold value at which a measurement abnormality can be determined. If, the step of outputting the measurement abnormality signal and
When the determination criterion is not satisfied, the position difference between the center position and the previous center position corresponding to the center position is calculated, and when the position difference is greater than or equal to the second threshold value larger than the first threshold value, the position difference is calculated. The step of outputting the measurement abnormality signal and
Measurement method including.
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JP2019194934A JP2021065997A (en) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | Measuring method |
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