JP2021181132A - Operation method of probing device in machine tool - Google Patents

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Abstract

To provide an operation method of a probing device which enables high-speed and high-accuracy measurement without increasing cost of an entire machine tool.SOLUTION: A machine tool comprises a probing device used for measurement of a work-piece and comprises a coolant supply device, and the proving device has a water-proof/oil-proof performance against the coolant, and comprises a mechanism which numerically converts a signal level into multiple stages instead of binary by digital conversion. A coolant flow, which became a turbulent flow, is radiated toward a sensitivity direction of the probing device and is overlapped on output, a signal after digital conversion is filtered with a low-pass filter or a band-pass filter, whereby quantization noise of a signal frequency component, that is wanted to be obtained, can be reduced at low cost, and simultaneously, cleaning of a contact part of the probing device with the work-piece is also performed.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、クーラント供給装置とプロービング装置付きの工作機械に関し、特に、クーラント供給装置とプロービング装置を搭載した工作機械におけるプロービング装置の運用方法に関する。 The present invention relates to a machine tool with a coolant supply device and a probing device, and more particularly to a method of operating the probing device in a machine tool equipped with a coolant supply device and a probing device.

従来、工作機械にプロービング等の測定装置を搭載し、その測定装置を運用して加工した形状の寸法・軸送り精度等を機上測定するようにしている。例えば、特許文献1に記載のアナログ測定用プローブは、工作機械と共に用いられ、被加工物の表面に接触するためのスタイラスを備え、このスタイラスは、プローブ本体部から突出し、プローブ本体部に移動可能に接続される。測定用プローブは、プローブ本体部に対するスタイラスの移動を測定するためのセンサを更に備える。アナログ測定用プローブのスタイラスは、物体の形状をもしくは位置に関する情報を取得され得るように、物体に接触させ得る。アナログプローブでは、スタイラスが被加工物の表面にそって移動されるとき、スタイラスの振れの大きさ(および、随意に方向も)が、連続的に検知され、振れデータをプローブの位置を表すデータと組み合わせて被加工物の詳細な測定結果を取得できる。 Conventionally, a measuring device such as probing is mounted on a machine tool, and the measuring device is operated to measure the dimensions, shaft feed accuracy, etc. of the machined shape on the machine. For example, the analog measurement probe described in Patent Document 1 is used together with a machine tool and includes a stylus for contacting the surface of a workpiece, and the stylus protrudes from the probe main body and can move to the probe main body. Connected to. The measuring probe further includes a sensor for measuring the movement of the stylus with respect to the probe body. The stylus of the analog measurement probe may be in contact with the object so that information about the shape or position of the object can be obtained. With an analog probe, when the stylus is moved along the surface of the workpiece, the magnitude of the stylus runout (and optionally the direction) is continuously detected and the runout data represents the position of the probe. Detailed measurement results of the workpiece can be obtained in combination with.

近年、研削盤の高速・高精度化に対応して、そのプロービング等の測定装置に対しても高速且つ高精度な測定を可能とすることが求められており、そのための様々な提案もなされている。例えば、特許文献2記載の従来例では、加工されたワークの所定位置の座標と基準座標との差、または工作機械の所定位置の座標と基準座標との差を、あらかじめ決められたタイミングでタッチプローブにより測定した値を順次メモリに記憶し、このメモリに記憶された測定値の履歴を基準座標および許容値とともに表示するようにし、この履歴により、工作機械の熱変形による加工誤差の状況を把握する。このようなシステムにおいて扱う値は高分解能化が要求されつつある。しかしながら、高分解能な測定を実現するためには、測定装置の運用のための複雑な制御が必要となったり、精密且つ高価な測定機器を別途製作したりしなければならず、研削盤全体のコストの増加を招いてしまう。 In recent years, in response to the high speed and high accuracy of grinding machines, it has been required to enable high-speed and high-precision measurement even for measuring devices such as probing, and various proposals have been made for that purpose. There is. For example, in the conventional example described in Patent Document 2, the difference between the coordinate of the predetermined position of the machined work and the reference coordinate, or the difference between the coordinate of the predetermined position of the machine tool and the reference coordinate is touched at a predetermined timing. The values measured by the probe are sequentially stored in the memory, and the history of the measured values stored in this memory is displayed together with the reference coordinates and the allowable value. From this history, the status of machining errors due to thermal deformation of the machine tool can be grasped. do. Higher resolution is required for the values handled in such a system. However, in order to realize high-resolution measurement, complicated control for the operation of the measuring device is required, and precise and expensive measuring equipment must be manufactured separately, and the entire grinding machine must be manufactured. It leads to an increase in cost.

特表2014−517252号公報Special Table 2014-517252 Gazette 特開2007−007822号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-007822

上述したように、工作機械及びそのプロービング装置の運用方法に関し、工作機械全体のコストの増加を招くこと無く、工作機械の高速・高精度化に対応した高分解能な測定を可能とするプロービング装置の開発が望まれている。 As described above, regarding the operation method of the machine tool and its probing device, the probing device that enables high-resolution measurement corresponding to the high speed and high accuracy of the machine tool without incurring an increase in the cost of the entire machine tool. Development is desired.

本発明は上述のような事情から為されたものであり、その目的は、工作機械全体のコストの増加を招くこと無く、工作機械の高速・高精度化に対応した高分解能な測定を可能とするプロービング装置の運用方法を提供することにある。 The present invention has been made for the above-mentioned circumstances, and an object thereof is to enable high-resolution measurement corresponding to high speed and high accuracy of a machine tool without inviting an increase in the cost of the entire machine tool. The purpose is to provide a method of operating a probing device.

本発明者は、上述した工作機械全体のコストの増加を招くこと無く高分解能な測定を可能とするプロービング装置の運用方法について、様々な観点からアプローチを試み、鋭意研究した結果、そのような工作機械の構成と、そのプロービング装置の運用方法に関する新規且つ有用な着想を得るに至った。 The present inventor has attempted an approach from various viewpoints on an operation method of a probing device that enables high-resolution measurement without increasing the cost of the entire machine tool described above, and as a result of diligent research, such work We have come up with new and useful ideas about the configuration of the machine and how to operate the probing device.

即ち、本発明に係る工作機械におけるプロービング装置の運用方法では、ワークの測定に用いるプロービング装置を備えかつクーラント供給装置を備えた工作機械であって、且つそのプロービング装置はクーラントに対する防水及び/又は防油性能を有し信号のレベルをデジタル変換により2値ではなく多段階に数値変換する機構を備えた装置について、乱流状になったクーラント流をプロービング装置の感度方向に向けて放射し出力に重畳させデジタル変換された後の信号をローパスフィルタまたはバンドパスフィルタで濾波し得たい信号周波数成分の量子化雑音を安価に低減させかつプローブ装置のワークとの接触部分の洗浄または冷却も同時に行うことを特徴とする。
ここで、クーラントノズルはロックライン(登録商標)として供されているような流路が乱流を誘発するようなものを使用するのがよい。また、クーラントの量は乱流を誘発するようなプローブ及びワークを壊さない程度に大量なほうが良い。
That is, in the operation method of the probing device in the machine tool according to the present invention, the machine machine is equipped with a probing device used for measuring a work and a coolant supply device, and the probing device is waterproof and / or prevented against coolant. For a device that has oil performance and is equipped with a mechanism that converts the signal level into multiple levels instead of binary by digital conversion, the turbulent coolant flow is radiated toward the sensitivity direction of the probing device for output. It is necessary to inexpensively reduce the quantization noise of the signal frequency component that can be filtered by a low-pass filter or band-pass filter after being superimposed and digitally converted, and to clean or cool the contact portion with the workpiece of the probe device at the same time. It is characterized by.
Here, it is preferable to use a coolant nozzle such as that provided as a lock line (registered trademark) in which a flow path induces turbulence. In addition, the amount of coolant should be large enough not to damage the probe and work that induce turbulence.

また、本発明の他の様相に係る工作機械におけるプロービング装置の運用方法では、ワークの測定に用いるプロービング装置を備えかつクーラント供給装置を備えた工作機械であって、且つそのプロービング装置クーラントに対する防水及び/又は防油性能を有し信号のレベルをデジタル変換により2値ではなく多段階に数値変換する機構を備えた装置について、クーラント流を間欠的にプロービング装置の感度方向に向けて放射し出力に重畳させデジタル変換された後の信号をローパスフィルタまたはバンドパスフィルタで濾波し得たい信号周波数成分の量子化雑音を安価に低減させかつプローブ装置のワークとの接触部分の洗浄も同時に行うことを特徴とする。
ここで、クーラントを間欠的に流すために高速に連続ON/OFFできる弁を用意する。もしくは、間欠出力エア装置を用いてエアオペレート弁を高速でON/OFFする。ないし、間欠出力エア装置を用いてこの出力をクーラント流に向けてクーラント流の方向が高速に変わるように設計したノズルを用いる。
Further, in the operation method of the probing device in the machine tool according to another aspect of the present invention, the machine tool is provided with a probing device used for measuring a work and a coolant supply device, and the probing device is waterproof to the coolant. / Or for a device that has oil-proof performance and is equipped with a mechanism that converts the signal level into multiple steps instead of binary by digital conversion, the coolant flow is intermittently radiated toward the sensitivity direction of the probing device for output. It is characterized by inexpensively reducing the quantization noise of the signal frequency component that can be filtered by a low-pass filter or band-pass filter after being superimposed and digitally converted, and at the same time cleaning the contact portion with the workpiece of the probe device. And.
Here, a valve that can be continuously turned on and off at high speed is prepared in order to allow the coolant to flow intermittently. Alternatively, the air operated valve is turned on / off at high speed by using an intermittent output air device. Alternatively, a nozzle designed to direct this output toward the coolant flow using an intermittent output air device so that the direction of the coolant flow changes at high speed is used.

本発明によれば、工作機械全体のコストの増加を招くこと無く、工作機械の高速・高精度化に対応した高分解能な測定を可能とするプロービング装置の運用方法を提供することが可能であり、更にプローブ装置のワークとの接触部分の洗浄と、接触・摩擦による熱を有効に取り除き得る。 According to the present invention, it is possible to provide an operation method of a probing device that enables high-resolution measurement corresponding to high speed and high accuracy of a machine tool without inviting an increase in the cost of the entire machine tool. Furthermore, it is possible to effectively remove heat due to contact / friction and cleaning of the contact portion of the probe device with the work.

一般的なプロービング装置の基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic structure of a general probing apparatus. 本発明の第1の実施形態の基本構成を示す図であり、プロービング装置とクーラント供給装置を備えた工作機械の要部を示し、クーラントノズルは「ロックライン」として供されているような流路が乱流を誘発するようなものを使用する例である。It is a figure which shows the basic structure of the 1st Embodiment of this invention, shows the main part of the machine tool provided with the probing device and the coolant supply device, and the coolant nozzle is a flow path which is provided as a "lock line". Is an example of using something that induces turbulence. 本発明の第2の実施形態の構成を示す図であり、弁の動作によりクーラントノズルからクーラントを間欠的にプロービング装置の感度方向に向けて放射する形態を示す。It is a figure which shows the structure of the 2nd Embodiment of this invention, and shows the embodiment which intermittently radiates the coolant from a coolant nozzle toward the sensitivity direction of a probing apparatus by the operation of a valve. 本発明の第3の実施形態の構成を示す図であり、クーラントノズルから噴射されるクーラントにエアを間欠的に吹きかけてプロービング装置の感度方向に向けて放射する形態を示す。It is a figure which shows the structure of the 3rd Embodiment of this invention, and shows the embodiment which intermittently blows air to the coolant injected from a coolant nozzle and radiates it toward the sensitivity direction of a probing apparatus. 本発明の第1の実施形態における測定のための制御動作を示す図であり、クーラントノズルからクーラントを噴射しつつ、スタイラスをワークに接触させた状態でワークワークテーブルを移動させて測定(走査)する形態を示す。It is a figure which shows the control operation for measurement in 1st Embodiment of this invention, and while injecting coolant from a coolant nozzle, the work work table is moved with a stylus in contact with a work, and measurement (scanning) is performed. The form to be used is shown. 本発明の第1乃至第3の実施形態に係る工作機械の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the machine tool which concerns on 1st to 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第1乃至第3の実施形態に係る工作機械におけるプロービング装置を用いた測定方法を説明するためのフローチャートであり、(a)は、比較例としての従来の測定方法のフロー、(b)は、本発明の実施形態の測定方法のフロー、をそれぞれ示す。It is a flowchart for demonstrating the measurement method using the probing apparatus in the machine tool which concerns on 1st to 3rd Embodiment of this invention, (a) is the flow of the conventional measurement method as a comparative example, (b). ) Indicates the flow of the measuring method according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る工作機械におけるプロービング装置を用いた測定方法を説明するための図であり、(a)は、クーラント供給の弁のON/OFF周波数を切り替えられるようにする場合且つローパスフィルタをしようする場合且つ送り速度に応じて信号の周波数が変わる場合に共通する機能ブロック図、(b)は、上記(a)の場合の制御方法の要諦を示す図であり、間欠供給周波数とADCサンプリング周波数/2とローパスフィルタのカットオフ周波数と信号の周波数がこのような上下関係になるように、間欠供給周波数と送り速度を制御することを示す。It is a figure for demonstrating the measurement method using the probing apparatus in the machine tool which concerns on embodiment of this invention, (a) is the case which makes it possible to switch ON / OFF frequency of the valve of a coolant supply, and is a low-pass filter. The functional block diagram, which is common when the frequency of the signal changes according to the feed speed, is a diagram showing the main points of the control method in the case of the above (a), and the intermittent supply frequency and the ADC. It is shown that the intermittent supply frequency and the feed rate are controlled so that the sampling frequency / 2, the cutoff frequency of the low-pass filter, and the frequency of the signal have such a hierarchical relationship. 本発明の第1の実施形態の作用効果を説明するための波形図であり、(a)は、クーラント無しのアナログ波形、(b)は、クーラント無しのデジタル波形、(c)は、クーラント有りのアナログ波形、(d)は、クーラント有りのデジタル波形、(e)は、クーラント有りのデジタルローパスフィルタを通過させた波形、をそれぞれ示す図である。It is a waveform diagram for demonstrating the operation and effect of 1st Embodiment of this invention, (a) is an analog waveform without a coolant, (b) is a digital waveform without a coolant, (c) is with a coolant. (D) is a diagram showing a digital waveform with a coolant, and (e) is a diagram showing a waveform passed through a digital low-pass filter with a coolant.

まず、本発明の理解を容易にするため、図1を参照して、一般的なプロービング装置について説明しておく。図1は、一般的なプロービング装置の基本構成を示す図である。プロービング装置は、図示しない研削盤等の工作機械の要部において、機上測定を行うためにセットされて用いられる。図1に示すように、プロービング装置10は、送り装置12によりプローブ14とその先端の接触子であるスタイラス16がワークテーブル17上に載置されたワーク18に接触又は離反可能に送り動作されることにより、スタイラス16の先端チップ(又は先端球)16aがワーク18に接触した時に信号を発することで、加工したワーク18の形状の寸法・軸送り精度等を機上測定するようにしている。 First, in order to facilitate the understanding of the present invention, a general probing device will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a general probing device. The probing device is set and used for performing on-machine measurement in a main part of a machine tool such as a grinding machine (not shown). As shown in FIG. 1, in the probing device 10, the probe 14 and the stylus 16 which is a contactor at the tip thereof are fed by the feeding device 12 so as to be able to contact or separate from the work 18 placed on the work table 17. As a result, when the tip tip (or tip ball) 16a of the stylus 16 comes into contact with the work 18, a signal is emitted to measure the dimensions, axial feed accuracy, etc. of the shape of the machined work 18 on the machine.

図2は、本発明の第1の実施形態の基本構成を示す図であり、プロービング装置とクーラント供給装置を備えた工作機械の要部を示し、クーラントノズルはロックライン(登録商標)として供されているような流路が乱流を誘発するようなものを使用する例である。即ち、本実施形態の工作機械におけるプロービング装置20は、図示しない工作機械の要部において、機上測定を行うためにセットされて用いられる。図2に示すように、プロービング装置20は、送り装置22によりプローブ24とその先端の接触子であるスタイラス26がワークテーブル27上に載置されたワーク28に接触又は離反可能に送り動作されることにより、スタイラス26の先端チップ(又は先端球)26aがワーク28に接触した時に信号を発することで、加工したワーク28の形状の寸法・軸送り精度等を機上測定することが可能である。 FIG. 2 is a diagram showing a basic configuration of the first embodiment of the present invention, showing a main part of a machine tool provided with a probing device and a coolant supply device, and a coolant nozzle is provided as a lock line (registered trademark). This is an example of using a flow path that induces turbulence. That is, the probing device 20 in the machine tool of the present embodiment is set and used for performing on-machine measurement in a main part of the machine tool (not shown). As shown in FIG. 2, in the probing device 20, the probe 24 and the stylus 26, which is a contactor at the tip thereof, are fed by the feeding device 22 so as to be able to contact or separate from the work 28 placed on the work table 27. Thereby, by emitting a signal when the tip tip (or tip ball) 26a of the stylus 26 comes into contact with the work 28, it is possible to measure the dimensions, axial feed accuracy, etc. of the shape of the machined work 28 on the machine. ..

ここで、本実施形態の工作機械は、ワーク28の測定に用いるプロービング装置20を備えると共に、クーラント供給装置25を備え、且つそのプロービング装置20はクーラントに対する防水及び/又は防油性能を有し信号のレベルをデジタル変換により2値ではなく多段階に数値変換する機構を備えている。そして、乱流状になったクーラント流をプロービング装置20の感度方向に向けて放射し出力に重畳させデジタル変換された後の信号をローパスフィルタまたはバンドパスフィルタで濾波し得たい信号周波数成分の量子化雑音を安価に低減させかつプロービング装置20のワーク28との接触部分の洗浄または冷却も同時に行うことができる。ここで、クーラント供給装置25のクーラントノズル25aはロックライン(登録商標)として供されているような流路が乱流を誘発するようなものを使用するのがよい。また、クーラントの量は乱流を誘発するようなものであるが、プローブ24及びワーク28を壊さない程度に大量なほうが良い。 Here, the machine tool of the present embodiment includes a probing device 20 used for measuring the work 28, a coolant supply device 25, and the probing device 20 has waterproof and / or oil-proof performance against the coolant and is a signal. It is equipped with a mechanism that converts the level of the value into multiple stages instead of binary by digital conversion. Then, the turbulent coolant flow is radiated toward the sensitivity direction of the probing device 20, superimposed on the output, and the signal after being digitally converted is filtered by a low-pass filter or a band-pass filter. The noise reduction can be reduced at low cost, and the cleaning or cooling of the contact portion of the probing device 20 with the work 28 can be performed at the same time. Here, as the coolant nozzle 25a of the coolant supply device 25, it is preferable to use one such as that provided as a lock line (registered trademark) in which a flow path induces turbulence. Further, although the amount of coolant is such as to induce turbulence, it is better to use a large amount so as not to damage the probe 24 and the work 28.

図3は、本発明の第2の実施形態の構成を示す図であり、弁の動作によりクーラントノズルからクーラントを間欠的にプロービング装置の感度方向に向けて放射する形態を示す。即ち、本実施形態の工作機械におけるプロービング装置30は、図示しない工作機械の要部において、機上測定を行うためにセットされて用いられる。図3に示すように、本実施形態の工作機械は、ワーク38の測定に用いるプロービング装置30を備えると共にクーラント供給装置35を備え、且つそのプロービング装置30は、クーラントに対する防水及び/又は防油性能を有し信号のレベルをデジタル変換により2値ではなく多段階に数値変換する機構を備えている。そして、クーラント流を間欠的にプロービング装置30の感度方向に向けて放射し出力に重畳させデジタル変換された後の信号をローパスフィルタまたはバンドパスフィルタで濾波し得たい信号周波数成分の量子化雑音を安価に低減させかつプロービング装置30のワーク38との接触部分の洗浄も同時に行うことができる。尚、プロービング装置30は、送り装置32によりプローブ34とその先端の接触子であるスタイラス36がワークテーブル37上に載置されたワーク38に接触又は離反可能に送り動作されることにより、スタイラス36の先端チップ(又は先端球)36aがワーク38に接触した時に信号を発することで、加工したワーク38の形状の寸法・軸送り精度等を機上測定するのは、第1の実施形態と同様である。ここで、クーラントを間欠的に流すために高速に連続ON/OFFできる弁を用意するようにしても良い。もしくは、間欠出力エア装置(図示せず)を用いてエアオペレート弁(図示せず)を高速でON/OFFするようにしても良い。 FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention, showing a mode in which coolant is intermittently radiated from the coolant nozzle toward the sensitivity direction of the probing device by the operation of the valve. That is, the probing device 30 in the machine tool of the present embodiment is set and used for performing on-machine measurement in a main part of the machine tool (not shown). As shown in FIG. 3, the machine tool of the present embodiment includes a probing device 30 used for measuring the work 38 and a coolant supply device 35, and the probing device 30 has waterproof and / or oil-proof performance against the coolant. It has a mechanism to numerically convert the signal level into multiple steps instead of binary by digital conversion. Then, the coolant flow is intermittently radiated toward the sensitivity direction of the probing device 30, superimposed on the output, and the signal after being digitally converted is filtered by a low-pass filter or a band-pass filter to obtain the quantization noise of the signal frequency component. It can be reduced at low cost and the contact portion of the probing device 30 with the work 38 can be cleaned at the same time. In the probing device 30, the stylus 36 is operated by the feeding device 32 so that the probe 34 and the stylus 36, which is a contactor at the tip thereof, can contact or separate from the work 38 placed on the work table 37. By emitting a signal when the tip tip (or tip ball) 36a of the stylus comes into contact with the work 38, the dimensions, shaft feed accuracy, etc. of the shape of the machined work 38 are measured on the machine as in the first embodiment. Is. Here, a valve capable of continuously turning on / off at high speed may be prepared in order to allow the coolant to flow intermittently. Alternatively, an intermittent output air device (not shown) may be used to turn on / off the air operated valve (not shown) at high speed.

図4は、本発明の第3の実施形態の構成を示す図であり、クーラントノズルから噴射されるクーラントにエアを間欠的に吹きかけてプロービング装置の感度方向に向けて放射する形態を示す。即ち、図4に示すように、本実施形態では、間欠出力エア装置49を用いてこの出力をクーラント供給装置45のクーラントノズル45aから噴射されるクーラント流に向けてクーラント流の方向が高速に変わるように設計した間欠エアブローノズル49aを用いる。尚、図4のプロービング装置40は、送り装置42によりプローブ44とその先端の接触子であるスタイラス46がワークテーブル47上に載置されたワーク48に接触又は離反可能に送り動作されることにより、スタイラス46の先端チップ(又は先端球)46aがワーク48に接触した時に信号を発することで、加工したワーク48の形状の寸法・軸送り精度等を機上測定するのは、第1及び第2の実施形態と同様である。 FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a third embodiment of the present invention, showing a mode in which air is intermittently blown onto the coolant injected from the coolant nozzle and radiated in the sensitivity direction of the probing device. That is, as shown in FIG. 4, in the present embodiment, the direction of the coolant flow changes at high speed toward the coolant flow injected from the coolant nozzle 45a of the coolant supply device 45 by using the intermittent output air device 49. The intermittent air blow nozzle 49a designed as described above is used. In the probing device 40 of FIG. 4, the probe 44 and the stylus 46, which is a contactor at the tip thereof, are fed by the feeding device 42 so as to be able to contact or separate from the work 48 placed on the work table 47. When the tip tip (or tip ball) 46a of the stylus 46 comes into contact with the work 48, a signal is emitted to measure the dimensions, axial feed accuracy, etc. of the shape of the machined work 48 on the machine. It is the same as the embodiment of 2.

図5は、本発明の第1の実施形態における測定のための制御動作を示す図であり、クーラントノズルからクーラントを噴射しつつ、スタイラスをワークに接触させた状態でワークワークテーブルを移動させて走査する形態を示す。即ち、図5に示すように、本実施形態では、プロービング装置50は、送り装置52によりプローブ54とその先端の接触子であるスタイラス56がワークテーブル57上に載置されたワーク58に接近させて、ワークテーブル57を矢印59で示すように移動させることにより、その先端チップ(又は先端球)56aがワーク58に接触した時に信号を発することで、加工したワーク58の形状の寸法・軸送り精度等を機上測定する。 FIG. 5 is a diagram showing a control operation for measurement in the first embodiment of the present invention, in which the work work table is moved with the stylus in contact with the work while injecting coolant from the coolant nozzle. The form to scan is shown. That is, as shown in FIG. 5, in the present embodiment, in the probing device 50, the probe 54 and the stylus 56, which is a contactor at the tip thereof, are brought close to the work 58 placed on the work table 57 by the feeding device 52. By moving the work table 57 as shown by an arrow 59, a signal is generated when the tip tip (or tip ball) 56a comes into contact with the work 58, whereby the dimensions and axial feed of the shape of the machined work 58 are sent. Measure the accuracy etc. on the machine.

次に、図6を参照して、本発明の上記第1乃至第3の実施形態が適用される工作機械について説明する。図6は、本発明の第1乃至第3の実施形態に係る工作機械の機能ブロック図である。図6に示すように、本発明の第1乃至第3の実施形態に係る工作機械は、制御装置100を有し、この制御装置100は、数値制御部102と、シーケンス制御部104と、デジタルフィルタ106を含んでいる。制御装置100は、入出力装置200を介して、プロービング装置(プローブ)300、クーラント供給装置又はON/OFF弁400、軸制御器500と接続されており、軸制御器500には、各種モータ600が接続されている。入出力装置200は、アナログ入力部202と、デジタル出力部204と、IOバス206を含んでいる。数値制御部102は、IOバス206を介して軸制御器500に数値制御指令を発し、この数値制御指令に基づいて軸制御器500は各種モータ600を駆動制御する。プロービング装置(プローブ)300からの検出信号は、アナログ入力部202を介してデジタルフィルタ106により処理(濾波)され、シーケンス制御部104、更に、数値制御部102に、その情報が送られる。この情報に基づき、シーケンス制御部104は、デジタル出力部204を介してクーラント供給装置又はON/OFF弁400を動作させる。また、同様に、この情報に基づき、数値制御部102は、IOバス206を介して軸制御器500に新たな数値制御指令を発し、この数値制御指令に基づいて軸制御器500は各種モータ600を駆動制御する。 Next, with reference to FIG. 6, a machine tool to which the first to third embodiments of the present invention are applied will be described. FIG. 6 is a functional block diagram of a machine tool according to the first to third embodiments of the present invention. As shown in FIG. 6, the machine tool according to the first to third embodiments of the present invention has a control device 100, which is a numerical control unit 102, a sequence control unit 104, and a digital device. Includes filter 106. The control device 100 is connected to a probing device (probe) 300, a coolant supply device or an ON / OFF valve 400, and a shaft controller 500 via an input / output device 200, and the shaft controller 500 includes various motors 600. Is connected. The input / output device 200 includes an analog input unit 202, a digital output unit 204, and an IO bus 206. The numerical control unit 102 issues a numerical control command to the shaft controller 500 via the IO bus 206, and the shaft controller 500 drives and controls various motors 600 based on the numerical control command. The detection signal from the probing device (probe) 300 is processed (filtered) by the digital filter 106 via the analog input unit 202, and the information is sent to the sequence control unit 104 and further to the numerical control unit 102. Based on this information, the sequence control unit 104 operates the coolant supply device or the ON / OFF valve 400 via the digital output unit 204. Similarly, based on this information, the numerical control unit 102 issues a new numerical control command to the shaft controller 500 via the IO bus 206, and the shaft controller 500 uses various motors 600 based on this numerical control command. Is driven and controlled.

図7は、本発明の第1乃至第3の実施形態に係る工作機械におけるプロービング装置を用いた測定方法を説明するためのフローチャートであり、(a)は、比較例としての従来の測定方法のフロー、(b)は、本発明の実施形態の測定方法のフロー、をそれぞれ示す。図7(a)に示すように、従来の測定方法では、測定開始すると(S701)、通常のプロービング装置を用いた測定を行う(S702)ことにより、測定終了に至る(S703)。これに対して、本発明の実施形態の測定方法では、図7(b)に示すように、測定開始すると(S704)、まず、クーラント間欠供給装置をONにする(S705)した上で、上述したプロービング装置を用いた測定を行う(S706)。続いて、クーラント間欠供給装置をOFFにしてから(S707)、測定結果のデジタルフィルタリングを行い(S708)、測定終了に至る(S709)。尚、上記デジタルフィルタリングは、測定中のリアルタイムの処理として行うようにしても良い。 FIG. 7 is a flowchart for explaining a measurement method using a probing device in a machine tool according to the first to third embodiments of the present invention, and FIG. 7A is a flowchart of a conventional measurement method as a comparative example. Flow, (b) shows the flow of the measuring method of embodiment of this invention, respectively. As shown in FIG. 7A, in the conventional measurement method, when the measurement is started (S701), the measurement is performed using a normal probing device (S702), and the measurement ends (S703). On the other hand, in the measurement method of the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7 (b), when the measurement is started (S704), the coolant intermittent supply device is first turned on (S705), and then the above is described. The measurement is performed using the probing device (S706). Subsequently, after the coolant intermittent supply device is turned off (S707), the measurement result is digitally filtered (S708), and the measurement is completed (S709). The digital filtering may be performed as a real-time process during measurement.

図8は、本発明の実施形態に係る工作機械におけるプロービング装置を用いた測定方法を説明するための図であり、(a)は、クーラント供給の弁のON/OFF周波数を切り替えられるようにする場合且つローパスフィルタをしようする場合且つ送り速度に応じて信号の周波数が変わる場合に共通する機能ブロック図、(b)は、上記(a)の場合の制御方法の要諦を示す図であり、間欠供給周波数とADCサンプリング周波数/2とローパスフィルタのカットオフ周波数と信号の周波数がこのような上下関係になるように、間欠供給周波数と送り速度を制御することを示す。即ち、図8(a)に示すように、まず、クーラントの影響を重畳された信号800をADCサンプリング周波数を考慮して折り返し雑音が生じない程度に調整するアナログフィルタ811を通したアナログ信号フィルタ後の信号801を入力し、ADC(アナログデジタルコンバータ)802でアナログデジタル変換し、デジタル信号フィルタ前の測定情報803が得られる。続いて、ローパスフィルタ804でフィルタリングした後、デジタル信号フィルタ後の処理805が実行される。このような機能ブロックの制御において、間欠供給周波数とADCサンプリング周波数/2とローパスフィルタのカットオフ周波数と信号の周波数が、図8(b)に示すような上下関係になるように、間欠供給周波数と送り速度を制御する。なお、ADCの前に設けるフィルタ811はサンプリング周波数が高い場合など省略することも可能である。 FIG. 8 is a diagram for explaining a measurement method using a probing device in the machine tool according to the embodiment of the present invention, and FIG. 8A is a diagram in which the ON / OFF frequency of the coolant supply valve can be switched. The functional block diagram common to the case where a low-pass filter is used and the frequency of the signal changes according to the feed speed, (b) is a diagram showing the main points of the control method in the case of (a) above, and is intermittent. It is shown that the intermittent supply frequency and the feed rate are controlled so that the supply frequency, the ADC sampling frequency / 2, the cutoff frequency of the low-pass filter, and the frequency of the signal have such a hierarchical relationship. That is, as shown in FIG. 8A, first, after the analog signal filter passed through the analog filter 811 which adjusts the signal 800 superposed with the influence of the coolant to the extent that the ADC sampling frequency is taken into consideration and the folding noise does not occur. Signal 801 is input and analog-digital converted by ADC (analog-digital converter) 802 to obtain measurement information 803 before the digital signal filter. Subsequently, after filtering with the low-pass filter 804, the processing 805 after the digital signal filter is executed. In the control of such a functional block, the intermittent supply frequency is such that the intermittent supply frequency, the ADC sampling frequency / 2, the cutoff frequency of the low-pass filter, and the signal frequency have a hierarchical relationship as shown in FIG. 8 (b). And control the feed rate. The filter 811 provided in front of the ADC can be omitted when the sampling frequency is high.

図9は、本発明の第1の実施形態の作用効果を説明するための波形図であり、(a)は、クーラント無しのアナログ波形、(b)は、クーラント無しのデジタル波形、(c)は、クーラント有りのアナログ波形、(d)は、クーラント有りのデジタル波形、(e)は、クーラント有りのデジタルローパスフィルタを通過させた波形、をそれぞれ示す図である。即ち、上述した第1の実施形態において、図6乃至図8に関して述べた制御方法を用いて、図5に示したように装置やワークテーブルを動作させることにより、図9(c)(d)(e)に示すような波形が得られる。 9A and 9B are waveform diagrams for explaining the operation and effect of the first embodiment of the present invention, in which FIG. 9A is an analog waveform without coolant, FIG. 9B is a digital waveform without coolant, and FIG. Is an analog waveform with a coolant, (d) is a digital waveform with a coolant, and (e) is a waveform after passing through a digital low-pass filter with a coolant. That is, in the first embodiment described above, by operating the apparatus and the work table as shown in FIG. 5 by using the control method described with respect to FIGS. 6 to 8, FIGS. 9 (c) and 9 (d) are used. A waveform as shown in (e) can be obtained.

10、20、30、40、50 プロービング装置、
12、22、32、42、52 送り装置、
14、24、34、44、54 プローブ、
16、26、36、46、56 スタイラス、
16a、26a、36a、46a、56a 先端チップ(先端球)、
17、27、37、47、57 ワークテーブル、
18、28、38、48、58 ワーク、
25、35、45 クーラント供給装置、
25a、45a クーラントノズル、
49 間欠出力エア装置、
49a 間欠エアブローノズル、
59 矢印、
10, 20, 30, 40, 50 probing equipment,
12, 22, 32, 42, 52 feeders,
14, 24, 34, 44, 54 probes,
16, 26, 36, 46, 56 stylus,
16a, 26a, 36a, 46a, 56a Tip tip (tip ball),
17, 27, 37, 47, 57 work table,
18, 28, 38, 48, 58 works,
25, 35, 45 coolant feeder,
25a, 45a coolant nozzle,
49 Intermittent output air device,
49a intermittent air blow nozzle,
59 arrow,

Claims (2)

ワークの測定に用いるプロービング装置を備えかつクーラント供給装置を備えた工作機械であって、且つそのプロービング装置はクーラントに対する防水及び/又は防油性能を有し信号のレベルをデジタル変換により2値ではなく多段階に数値変換する機構を備えた装置について、乱流状になったクーラント流をプロービング装置の感度方向に向けて放射し出力に重畳させデジタル変換された後の信号をローパスフィルタまたはバンドパスフィルタで濾波し得たい信号周波数成分の量子化雑音を安価に低減させかつプローブ装置のワークとの接触部分の洗浄も同時に行うことを特徴とする工作機械におけるプロービング装置の運用方法。 It is a machine tool equipped with a probing device used for measuring workpieces and a coolant supply device, and the probing device has waterproof and / or oil-proof performance against coolant, and the signal level is not binary by digital conversion. For a device equipped with a multi-step numerical conversion mechanism, the turbulent coolant flow is radiated toward the sensitivity direction of the probing device, superimposed on the output, and the signal after digital conversion is a low-pass filter or band-pass filter. A method of operating a probing device in a machine tool, which is characterized by inexpensively reducing the quantization noise of a signal frequency component that can be filtered by the probe device and cleaning the contact portion with the workpiece of the probe device at the same time. ワークの測定に用いるプロービング装置を備えかつクーラント供給装置を備えた工作機械であって、且つそのプロービング装置クーラントに対する防水及び/又は防油性能を有し信号のレベルをデジタル変換により2値ではなく多段階に数値変換する機構を備えた装置について、クーラント流を間欠的にプロービング装置の感度方向に向けて放射し出力に重畳させデジタル変換された後の信号をローパスフィルタまたはバンドパスフィルタで濾波し得たい信号周波数成分の量子化雑音を安価に低減させかつプローブ装置のワークとの接触部分の洗浄も同時に行うことを特徴とする工作機械におけるプロービング装置の運用方法。 It is a machine tool equipped with a probing device used for measuring workpieces and a coolant supply device, and has waterproof and / or oil-proof performance against the probing device coolant, and the signal level is not binary but multi-valued by digital conversion. For a device equipped with a stepwise numerical conversion mechanism, the coolant flow can be intermittently radiated toward the sensitivity direction of the probing device, superimposed on the output, and the signal after digital conversion can be filtered with a low-pass filter or band-pass filter. An operation method of a probing device in a machine tool, which is characterized in that the quantization noise of a desired signal frequency component is reduced at low cost and the contact portion with the workpiece of the probe device is also cleaned at the same time.
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