JP2531609Y2 - 非円形状ワークの位相及び径のチェック装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はＮＣ円筒研削盤で非円形
状ワークの研削加工に入る前に、取付けた素材が加工プ
ログラムと一致するかどうかをチェックする装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、図１６に示すようなＮＣ円筒研削
盤でカム又は型抜き用のパンチ等非円形状ワークの研削
加工を行うことが多くなった。従来この種のＮＣ円筒研
削盤は、砥石台１０１のＸ軸モータ１０２とＣ軸（主
軸）モータ１０３を、非円形データ処理部１０４より送
られる同期指令に基づいて主軸１回転中にＸ軸モータを
正逆回転して非円形状ワークの研削加工を行っていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】従来の技術で述べたＮ
Ｃ円筒研削盤による非円形状ワークの研削加工は、ワー
クの位相と取り代が加工プログラムと一致していない
と、砥石がワークに衝突して破損事故につながるという
問題点を有している。特に複数種の型抜き用パンチを連
続的に自動研削加工する場合には、形状，大きさが類似
した各種のワークがあり、ロボット等で自動着脱する場
合には混入した異材が自動装着され、そのまま研削加工
に入って砥石の破損事故が発生するという問題が多くな
った。本考案は従来の技術の有するこのような問題点に
鑑みなされたものであり、その目的とするところは、取
付けられたワークの径及び位相が加工プログラムと一致
しているかどうかを自動でチェックすることができる非
円形状ワークの位相及び径のチェック装置を提供しよう
とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本考案における非円形状ワークの位相及び径のチェッ
ク装置は、非円形状ワークの研削加工に入る前にＮＣ円
筒研削盤の機上において、前記非円形状ワークの素材の
最大半径位置の位相と径が加工プログラムと一致してい
るかをチェックする装置であって、砥石台に計測位置と
退避位置とに移動可能に設けられ前記砥石台のＸ軸方向
の切込移動及び主軸の回転で前記素材に当接してタッチ
信号を出力するタッチセンサと、前記主軸の割出しでＸ
軸方向タッチセンサ側に位置決めされた素材の最大半径
位置が前記タッチセンサと当接しタッチ信号が出力され
たときの前記砥石台のＸ軸方向の現在位置より求めた前
記非円形状ワークの直径が前記加工プログラムの素材許
容最大径（成品の径＋最大取り代＋エアカット量）より
小さく素材許容最小径（成品の径＋最小取り代）より大
きいかを確認する手段と、前記主軸を回転して素材の最
大半径位置が前記タッチセンサと当接しタッチ信号が出
力されたときの前記主軸の位相と前記加工プログラムの
位相が一致しているかを確認する手段と、前記直径と位
相がともに確認されたとき研削加工に移る手段とを含ん
でなるものである。なお、……径とあるは直径寸法を表
すものとする。

【０００５】

【作用】機上に非円形状ワークの素材をセットして、最
大半径位置の位相を砥石台に固着のタッチセンサの方向
に位置決めし、砥石台をＸ軸方向に前進させてタッチセ
ンサが素材に当接してタッチ信号が出た時のＸ軸位置よ
りワーク直径を計測し、この計測した直径寸法が素材許
容最大径より小さく素材許容最小径以上かどうかをチェ
ックする。更にＣ軸（素材）を回転してタッチ信号が出
たときの位相角を検出して、加工プログラムの位相と一
致しているかをチェックし、直径と位相の何れか一方で
も加工プログラムと相違した場合には不良ワークと判定
し、両方が一致した場合のみ研削加工に入る。

【０００６】

【実施例】実施例について図１〜図１２を参照して説明
する。公知のＮＣ円筒研削盤において、ベッド１上前側
に削設されたＺ軸方向の案内上に、テーブル２が移動位
置決め可能に載置されており、テーブル２上左側に主軸
台３が、また右側に心押台４がそれぞれ位置移動可能に
固定されている。主軸台３には主軸５が回転可能に支持
されており、主軸５は主軸台３に固着のＣ軸モータ６に
より回転され、Ｃ軸モータ６に位置検出器７が同心に固
着されている。心押台４には心押軸８が軸方向移動可能
に嵌挿されており、主軸５及び心押軸８にセンタ９，１
１がそれぞれ向かい合わせに装着され、両センタ間に非
真円形状ワークＷＡが着脱可能に支持されている。

【０００７】一方、ベッド１上後側に図示しないＸ軸方
向の案内台が固着されており、この案内台上に砥石台１
２が移動可能に載置されている。砥石台１２はベッド１
に固着のＸ軸モータ１３によりボールねじ１４を介して
移動位置決めされ、Ｘ軸モータ１３に位置検出器１５が
同心に固着されている。砥石台１２には砥石軸１６が回
転可能に支持されており、砥石軸１６の先端に砥石１７
が着脱可能に取付けられている。更に砥石台１２の上面
には流体圧シリンダ１８がＸ軸方向前向きに固着されて
おり、砥石台１２前面上側位置にワーク長手位置決め装
置２１がＸ，Ｙ平面内において旋回可能に取付けられて
いる。

【０００８】そしてワーク長手位置決め装置２１の上端
が流体圧シリンダ１８のピストンロッド１９の先端と図
示しないピンにより旋回可能に連結されており、流体圧
シリンダ１８により図２に示す仮想線のような退避位置
と実線のような計測位置とに、割出し可能とされてい
る。ワーク長手位置決め装置２１はプローブ球２２ａを
先端に有する触針２２が、テーブル２のＺ軸移動でワー
クＷＢの端面に当接して僅かに旋回するとタッチ信号を
出力するてこ式タッチセンサが用いられており、タッチ
センサ２３は旋回機構２４により９０°旋回されるよう
になっている。

【０００９】タッチセンサ２３が９０°旋回されると図
４，図５に示すように触針２２がＸ，Ｙ平面上における
旋回でタッチ信号を出力するようになり、本考案のワー
クの位置及び径のチェック装置２０に切変わる。従って
この場合計測位置に割出されたタッチセンサ２３のプロ
ーブ球２２ａを、予め直径が正確に分かっているテスト
バー等円筒の外周に当接してタッチ信号が出た時点のＸ
軸現在位置を読み取り、原点補正を行うことにより正確
にワーク径を読み取ることができる。更に図１のブロッ
ク線図部分は、非円形状ワークの位相及び径のチェック
制御システムを表すもので、入力部２５は、加工プログ
ラム及び非円形状データ等必要条件を入力する部分。加
工プログラム記憶部２６は、入力された加工プログラム
を記憶する部分。最小取り代記憶部２７は、入力された
研削取り代の最小値αｍｉｎ（直径表示）を記憶する部
分。

【００１０】非円形状データ記憶部２８は、ワークの位
相角θ及び成品の最大半径位置の直径Ｘを記憶する部分
である。素材許容最大径記憶部２９は、加工アプローチ
位置に対応する素材許容最大径（成品の径Ｘ＋最大取り
代αｍａｘ＋エアカット量）を読み出して記憶する部
分。素材許容最小径算出及び記憶部３１は、最小取り代
αｍｉｎと成品の径Ｘとの和の素材許容最小径を求めて
記憶する部分である。チェック工程制御部３２は、チェ
ック工程のすべてを制御する部分。関数発生部３３は、
チェック工程制御部３２からの指令に基づいて関数を発
生する部分。Ｘ軸サーボ制御部３０は、Ｘ軸モータ１３
の回転を制御する部分。Ｃ軸サーボモータ制御部３４
は、Ｃ軸モータ６の回転を制御する部分である。Ｃ軸位
置検出制御部３５は、位置検出器７の現在位置信号を基
にＣ軸モータ６の回転角を制御する部分。Ｘ軸位置検出
制御部３６は、位置検出器１５の現在位置信号を基にＸ
軸モータ１３の回転を制御する部分である。

【００１１】素材最大径及び最小径判定部３７は、素材
の最大半径位置の寸法が対応加工プログラムの切削送り
の範囲即ち最大取り代＋エアカット量内で、最小限の取
り代を有しているかにより、素材の良，不良を判定する
部分。形状パターンの位相角記憶部３８は、非円形状デ
ータ記憶部２８より最大半径位置の位相角を読みだし、
例えば図９（Ａ）に示すような四角形又は図９（Ｂ）に
示すような三角形等の非円形状ワークＷＡの形状パター
ンの位相角をそれぞれ記憶する部分。位相角比較部３９
はタッチ信号出力時の素材の位相角度とこの記憶する位
相角とを比較する部分。形状パターン判定部４１は形状
が対応加工プログラムと一致しているか、また対応加工
プログラムと異なる場合には記憶する複数の形状パター
ンのどれに該当するかを判定する部分である。

【００１２】続いて本実施例の作用について図６，図
７，図８のフローチャートの順に説明する。 ステップ
Ｓ１において、機上に取つけられた素材（取り代付ワー
ク）ＷＡの最大径位相（最大半径位置の位相）をタッチ
センサ２３のプローブ球２２ａ方向に位置決めし、ステ
ップＳ２において、ＮＣ内に記憶する複数の非円形状ワ
ークの加工プログラムの中で図１２に示すような最大ワ
ークのアプローチ位置即ち予め記憶されている複数のワ
ークの素材許容最大径（成品の径＋最大取り代＋エアカ
ット量）の内最大の位置に対応するセンサアプローチ位
置に、センサを早送り速度で移動位置決めする。次いで
ステップＳ３において、タッチ信号が出たかが確認さ
れ、ＹＥＳの場合にはステップＳ４において、取り代過
大の最大ワークで不良と判定する。

【００１３】判定後フローチャートには図示しないセン
サが後退して、不良ワークが取除かれる。またステップ
Ｓ３において、ＮＯの場合にはステップＳ５において、
Ｃ軸（素材）が回転され、ステップＳ６において、再び
タッチ信号が出たかが確認される。そしてＹＥＳの場合
にはステップＳ７において、Ｃ軸が停止され、ステップ
Ｓ８において、取り代過大の最大ワークかつ位相違いで
不良と判定され、前述と同様にセンサが後退して、不良
ワークが取り除かれる。またステップＳ６においてＮＯ
の場合にはステップＳ９において、３６０°回転したか
が確認され、ＮＯの場合にはステップＳ５に戻され、Ｙ
ＥＳの場合にはステップＳ１０において、図１２に示す
ように最大ワークのアプローチ位置に対応するセンサア
プローチ位置より該当加工アプローチ位置に対応する素
材許容最大径計測位置に向かってセンサを中速で前進さ
せる。

【００１４】次いでステップＳ１１において、この前進
途中においてタッチ信号が出たかが確認され、ＹＥＳの
場合にはステップＳ１２において、その場でセンサの送
りを停止し、ステップＳ１３において、取り代過大又は
素材違いで不良と判定され、前述と同様に不良ワークが
取り外される。またステップＳ１１において、ＮＯの場
合にはステップＳ１４において、素材許容最大径計測位
置に達したかが確認され、ＮＯの場合にはステップＳ１
０に戻され、ＹＥＳの場合にはステップＳ１５におい
て、再びＣ軸が回転され、ステップＳ１６において、タ
ッチ信号が出たかが確認され、ＹＥＳの場合にはステッ
プＳ１７において、その場でＣ軸回転を停止し、ステッ
プＳ１８において取り代過大かつ位相不良又は素材違い
で不良と判定し、前述と同様に素材が取外される。

【００１５】またステップＳ１６において、ＮＯの場合
にはステップＳ１９において、３６０°回転したかが確
認され、ＮＯの場合にはステップＳ１５に戻され、ＹＥ
Ｓの場合にはステップＳ２０において、図１２に示す素
材許容最小径計測位置に向かってセンサが低速で前進さ
れる。次いでステップＳ２１において、再びタッチ信号
が出たかが確認され、ＮＯの場合にはステップＳ２２に
おいて、素材許容最小径計測位置に達したかが確認さ
れ、ＮＯの場合にはステップＳ２０に戻され、ＹＥＳの
場合にはステップＳ２３において、取り代なく位相違い
又は素材違いで不良と判定され、前述の如く素材の取外
しが行われる。またステップＳ２１において、ＹＥＳの
場合にはステップＳ２４において、センサの送りを停止
する。

【００１６】そして非円形カム等のように最大半径位置
が３６０°中の一箇所のみの場合にはこの時点で素材合
格と判定し、加工ＯＫ指令を出力してもよい。しかし図
９（Ａ）（Ｂ）に示すような型抜き用パンチの場合、最
大半径位置が３６０°中に複数個所あり、しかも最大径
が同一又は近似値のワークがある場合には形状パターン
の選別をする必要がある。そのため自動的に次のステッ
プに移行する。

【００１７】引続きステップＳ２５において、再びＣ軸
が回転され、ステップＳ２６において、タッチ信号が出
たかが確認され、図１０のようにプログラムのワーク形
状と取付けられたワークの形状が一致した場合にはＹＥ
ＳとなってステップＳ２７において、タッチ信号が出た
時点の位相を記憶する。またステップＳ２６で図１１の
ようにプログラムのワーク形状と取付けられたワーク形
状が不一致の場合にはＮＯとなって、、ステップＳ２７
を飛ばし、ともにステップＳ２８において、３６０°回
転したかが確認され、ＮＯの場合にはステップＳ２５に
戻される。またステップＳ２８においてＹＥＳの場合に
はステップＳ２９において、予め形状パターンの位相角
記憶部３８に記憶されている複数組の位相角と比較し、
ステップＳ３０において、現行加工プログラムの位相と
合ったかが確認され、ＮＯの場合にはステップＳ３１に
おいて、素材違いで不良と判定する。またステップＳ３
０において、ＹＥＳの場合にはステップＳ３２におい
て、素材合格と判定し、ステップＳ３３において加工Ｏ
Ｋ指令を出力する。

【００１８】なお本実施例のタッチセンサ２３は、触針
２２旋回時にタッチ信号を出力する形式のてこ式タッチ
センサとしたが、図１３〜図１５に示すように触針の軸
方向移動でタッチ信号を出力する形式のプランジャ式タ
ッチセンサ４３とすることもでき、この場合ワーク長手
位置決め装置として使用するときには、図１３に示すよ
うにＺ軸方向主軸側を向き、位相及び径のチェック装置
として使用するときには、図１４，図１５に示すように
Ｘ軸方向ワーク側を向くように、旋回機構４４により９
０°旋回される。またタッチセンサは必ずしもワーク長
手位置決め装置と兼用とする必要はなく、専用のタッチ
センサを計測位置と退避位置とに旋回可能なアームに取
付けることができるのは勿論である。

【００１９】

【考案の効果】本考案の非円形状ワークの位相及び径の
チェック装置は、上述のとおり構成されているので、次
に記載する効果を奏する。ＮＣ円筒研削盤において、非
円形状ワークを連続研削加工する場合、機上に取付けら
れたワークの位相及び径が加工プログラムと一致してい
るかどうかを自動チェックすることにより、ワークと加
工プログラムの不一致による砥石とワークの衝突を未然
に回避することができ、長時間の連続運転が可能とな
る。また、選別された不良ワークの原因、特に形状パタ
ーンの自動判別により、その後の不良ワークの処理の迅
速化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の非円形状ワークの位相及び径のチェ
ック装置のブロック線図を含む構成図である。

【図２】ワーク長手位置決め装置として使用中のタッチ
センサを表す側面図である。

【図３】図２の正面図である。

【図４】位相及び径のチェック装置として使用中のタッ
チセンサを表す正面図である。

【図５】図４の側面図である。

【図６】本実施例の作用説明用フローチャート図の前部
分である。

【図７】図６に続くフローチャート図の中部分である。

【図８】図７に続くフローチャート図の後部分である。

【図９】（Ａ）は非円形状ワークのうち四角形の型抜き
パンチの斜視図である。（Ｂ）は非円形状ワークのうち
三角形の型抜きパンチの斜視図である。

【図１０】加工プログラムのワーク形状と取付けられた
ワークの非円形形状が一致したところを表す説明図であ
る。

【図１１】加工プログラムのワーク形状と取付けられた
ワークの非円形形状が不一致したところを表す説明図で
ある。

【図１２】タッチセンサのＸ軸方向の各位置決め点の説
明図である。

【図１３】ワーク位置決め装置として使用中のプランジ
ャ式タッチセンサの正面図である。

【図１４】位相及び径のチェック装置として使用中のプ
ランジャ式タッチセンサの正面図である。

【図１５】図１４の側面図である。

【図１６】従来の技術の非円形状ワーク加工用ＮＣ円筒
研削盤の構成図である。

【符号の説明】

５ 主軸 ６ Ｃ軸モータ ７，１５ 位置検出器 １２ 砥石台 １３ Ｘ軸モータ １７ 砥石 ２３ タッチセンサ ３０ Ｘ軸サーボ
制御 ３２ チェック工程制御部 ３４ Ｃ軸サーボ
制御部 ３５ Ｃ軸位置検出制御部 ３６ Ｘ軸位置検
出制御部 ３７ 素材最大径寸法判定部 ３８ 形状パター
ンの位相角記憶部 ３９ 位相角比較部 ４１ 形状パター
ン判定部

フロントページの続き (72)考案者 吉村 辰浩 愛知県丹羽郡大口町下小口五丁目25番地 の１ オークマ株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−205478（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−43147（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 非円形状ワークの研削加工に入る前にＮ
   Ｃ円筒研削盤の機上において、前記非円形状ワークの素
   材の最大半径位置の位相と径が加工プログラムと一致し
   ているかをチェックする装置であって、砥石台に計測位
   置と退避位置とに移動可能に設けられ前記砥石台のＸ軸
   方向の切込移動及び主軸の回転で前記素材に当接してタ
   ッチ信号を出力するタッチセンサと、前記主軸の割出し
   でＸ軸方向タッチセンサ側に位置決めされた素材の最大
   半径位置が前記タッチセンサと当接しタッチ信号が出力
   されたときの前記砥石台のＸ軸方向の現在位置より求め
   た前記非円形状ワークの直径が前記加工プログラムの素
   材許容最大径（成品の径＋最大取り代＋エアカット量）
   より小さく素材許容最小径（成品の径＋最小取り代）よ
   り大きいかを確認する手段と、前記主軸を回転して素材
   の最大半径位置が前記タッチセンサと当接しタッチ信号
   が出力されたときの前記主軸の位相と前記加工プログラ
   ムの位相が一致しているかを確認する手段と、前記直径
   と位相がともに確認されたとき研削加工に移る手段とを
   含んでなることを特徴とする非円形状ワークの位相及び
   径のチェック装置。