JP3162936B2 - 回転工具の刃先位置補正装置 - Google Patents
回転工具の刃先位置補正装置Info
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- JP3162936B2 JP3162936B2 JP03173595A JP3173595A JP3162936B2 JP 3162936 B2 JP3162936 B2 JP 3162936B2 JP 03173595 A JP03173595 A JP 03173595A JP 3173595 A JP3173595 A JP 3173595A JP 3162936 B2 JP3162936 B2 JP 3162936B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＮＣ工作機械の回転工具
の振れによる変位を含む刃先位置補正装置に関するもの
である。
の振れによる変位を含む刃先位置補正装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＮＣ旋盤の刃先位置検出装置は図
９（ａ）に示すように、主軸台１０１に測定位置と待機
位置とに旋回割出し可能に設けた測定アーム１０２の先
端部に、主軸軸線と直角方向（以下Ｘ軸方向と呼ぶ）と
主軸軸線方向（以下Ｚ軸方向と呼ぶ）を向く複数個のタ
ッチセンサ１０３を設け、予め記憶するタッチセンサ１
０３にバイト１０４の刃先が当接してタッチ信号を出力
したときの加工原点からのＸ軸又はＺ軸の距離と、タッ
チ信号で停止したときの刃物台１０５のＸ軸又はＺ軸の
現在値とを比較して補正値を求め、求めた補正値により
プログラム指令値を補正しながら加工を行っている。
９（ａ）に示すように、主軸台１０１に測定位置と待機
位置とに旋回割出し可能に設けた測定アーム１０２の先
端部に、主軸軸線と直角方向（以下Ｘ軸方向と呼ぶ）と
主軸軸線方向（以下Ｚ軸方向と呼ぶ）を向く複数個のタ
ッチセンサ１０３を設け、予め記憶するタッチセンサ１
０３にバイト１０４の刃先が当接してタッチ信号を出力
したときの加工原点からのＸ軸又はＺ軸の距離と、タッ
チ信号で停止したときの刃物台１０５のＸ軸又はＺ軸の
現在値とを比較して補正値を求め、求めた補正値により
プログラム指令値を補正しながら加工を行っている。
【０００３】また、エンドミル１０６等回転工具の場合
は図９（ｂ）に示すように上述と同様、タッチセンサ１
０３に回転工具先端が当接したときの加工原点からのＺ
軸距離と、刃物台１０５のＺ軸現在値とを比較してＺ軸
補正値を求めて補正を行っていた。
は図９（ｂ）に示すように上述と同様、タッチセンサ１
０３に回転工具先端が当接したときの加工原点からのＺ
軸距離と、刃物台１０５のＺ軸現在値とを比較してＺ軸
補正値を求めて補正を行っていた。
【０００４】しかし、エンドミル等回転工具の振れによ
る径方向の刃先の変位については補正を考慮しないのが
普通で、振れのある回転工具を用いた加工面の加工原点
からの寸法は高度な精度を得ることができない。そこ
で、精度の厳しいワークを加工する際には加工現場にお
いて回転工具を主軸に装着するときに、適当な位置に固
定したミリメス等測定器の測定子を回転工具の刃先に接
触させ、主軸を緩やかに回転させながら振れを測定し、
工具を装着し直すことにより振れを最少に調整したの
ち、加工を行っているのが現状である。
る径方向の刃先の変位については補正を考慮しないのが
普通で、振れのある回転工具を用いた加工面の加工原点
からの寸法は高度な精度を得ることができない。そこ
で、精度の厳しいワークを加工する際には加工現場にお
いて回転工具を主軸に装着するときに、適当な位置に固
定したミリメス等測定器の測定子を回転工具の刃先に接
触させ、主軸を緩やかに回転させながら振れを測定し、
工具を装着し直すことにより振れを最少に調整したの
ち、加工を行っているのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた加
工現場において回転工具を振れが最少になるまで装着し
直す方法は、極めて煩雑で熟練と時間を要する作業で省
人化の妨げになるという問題を有している。本発明は従
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、例えばワンチャック
でエンドミル（回転工具）で切削した面を砥石（回転工
具）で高精度に研削するような場合、安心して連続的に
高精度加工ができるよう回転工具の振れによる変位を含
む刃先位置を検出して自動的に補正を行うことができる
刃先位置補正装置を提供しようとするものである。
工現場において回転工具を振れが最少になるまで装着し
直す方法は、極めて煩雑で熟練と時間を要する作業で省
人化の妨げになるという問題を有している。本発明は従
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、例えばワンチャック
でエンドミル（回転工具）で切削した面を砥石（回転工
具）で高精度に研削するような場合、安心して連続的に
高精度加工ができるよう回転工具の振れによる変位を含
む刃先位置を検出して自動的に補正を行うことができる
刃先位置補正装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の回転工具の刃先位置補正装置は、ワークが取
着される移動台と回転工具用主軸頭との主軸軸線と直角
方向のＸ軸及び主軸軸線方向のＺ軸との相対的軸移動に
より加工を行うＮＣ工作機械の回転工具の振れによる変
位を含む刃先位置の補正装置であって、前記移動台に回
転工具外周の刃先の振れによる径方向の変位量を検出す
るＸ軸変位センサと回転工具先端の刃先の振れによる軸
方向の変位量を検出するＺ軸変位センサとを設け、前記
Ｘ軸変位センサにより検出した径方向の変位量から求め
た加工側の刃先の振れ最大位置のＸ軸加工原点からのＸ
軸距離と振れ検出時のＸ軸現在値とを比較してＸ軸補正
値を求める手段と、前記Ｚ軸変位センサにより検出した
軸方向の変位量から求めた加工側の刃先の振れ最大位置
のＺ軸原点からのＺ軸距離と振れ検出時のＺ軸現在値と
を比較してＺ軸補正値を求める手段とを設け、求めたＸ
軸補正値とＺ軸補正値とにより加工時のプログラム指令
値を補正する手段を設けてなるものである。
に本発明の回転工具の刃先位置補正装置は、ワークが取
着される移動台と回転工具用主軸頭との主軸軸線と直角
方向のＸ軸及び主軸軸線方向のＺ軸との相対的軸移動に
より加工を行うＮＣ工作機械の回転工具の振れによる変
位を含む刃先位置の補正装置であって、前記移動台に回
転工具外周の刃先の振れによる径方向の変位量を検出す
るＸ軸変位センサと回転工具先端の刃先の振れによる軸
方向の変位量を検出するＺ軸変位センサとを設け、前記
Ｘ軸変位センサにより検出した径方向の変位量から求め
た加工側の刃先の振れ最大位置のＸ軸加工原点からのＸ
軸距離と振れ検出時のＸ軸現在値とを比較してＸ軸補正
値を求める手段と、前記Ｚ軸変位センサにより検出した
軸方向の変位量から求めた加工側の刃先の振れ最大位置
のＺ軸原点からのＺ軸距離と振れ検出時のＺ軸現在値と
を比較してＺ軸補正値を求める手段とを設け、求めたＸ
軸補正値とＺ軸補正値とにより加工時のプログラム指令
値を補正する手段を設けてなるものである。
【０００７】
【作用】ワークが着脱可能に取着される移動台の例えば
Ｚ軸移動位置決めと、回転工具を着脱可能に装着する主
軸が回転可能に軸承される主軸頭の例えばＸ軸移動位置
決めにより加工を行うＮＣ工作機械において、切削加工
に先立って移動台に設けられた測定アーム先端のＸ軸変
位センサとＺ軸変位センサとを主軸軸線を通る平面上の
測定位置に割出し、移動台のＺ軸移動と主軸頭のＸ軸移
動により回転工具をＸ軸変位センサによる測定位置近く
に位置決めする。続いて主軸頭をＸ軸方向センサ側へ低
速送りして、Ｘ軸変位センサの測定子が回転工具の外周
面に当接して信号が出力されると主軸頭のＸ軸移動を停
止する。
Ｚ軸移動位置決めと、回転工具を着脱可能に装着する主
軸が回転可能に軸承される主軸頭の例えばＸ軸移動位置
決めにより加工を行うＮＣ工作機械において、切削加工
に先立って移動台に設けられた測定アーム先端のＸ軸変
位センサとＺ軸変位センサとを主軸軸線を通る平面上の
測定位置に割出し、移動台のＺ軸移動と主軸頭のＸ軸移
動により回転工具をＸ軸変位センサによる測定位置近く
に位置決めする。続いて主軸頭をＸ軸方向センサ側へ低
速送りして、Ｘ軸変位センサの測定子が回転工具の外周
面に当接して信号が出力されると主軸頭のＸ軸移動を停
止する。
【０００８】次いで、回転工具を切削時の逆方向に低速
回転して刃先の振れによる径方向の変位量を検出し、予
め記憶するＸ軸変位センサのＸ軸加工原点からの基準距
離と、検出した最大変位量とから、刃先の加工側の振れ
最大位置のＸ軸加工原点からＸ軸距離を算出し、この算
出したＸ軸距離と主軸頭のＸ軸現在値とを比較してＸ軸
補正値を求めて記憶する。
回転して刃先の振れによる径方向の変位量を検出し、予
め記憶するＸ軸変位センサのＸ軸加工原点からの基準距
離と、検出した最大変位量とから、刃先の加工側の振れ
最大位置のＸ軸加工原点からＸ軸距離を算出し、この算
出したＸ軸距離と主軸頭のＸ軸現在値とを比較してＸ軸
補正値を求めて記憶する。
【０００９】次いで、移動台のＺ軸移動と主軸頭のＸ軸
移動とにより回転工具をＺ軸変位センサによる測定位置
近くに位置決めし、移動台をＺ軸方向センサ側へ低速送
りしてＺ軸変位センサの測定子が回転工具の先端面に当
接して当接信号が出力されると移動台のＺ軸移動を停止
する。
移動とにより回転工具をＺ軸変位センサによる測定位置
近くに位置決めし、移動台をＺ軸方向センサ側へ低速送
りしてＺ軸変位センサの測定子が回転工具の先端面に当
接して当接信号が出力されると移動台のＺ軸移動を停止
する。
【００１０】次いで、上述と同様回転工具を逆回転して
刃先の振れによる軸方向の変位量を検出し、振れによる
最大変位量と予め記憶するＺ軸変位センサのＺ軸加工原
点からの基準距離とから、刃先の加工側の振れ最大位置
のＺ軸加工原点からＺ軸距離を算出し、この算出したＺ
軸距離と移動台のＺ軸現在値とを比較してＺ軸補正量を
求めて記憶する。そして切削加工時にこの記憶したＸ軸
補正値とＺ軸補正値を呼び出してプログラム指令値に対
して補正を行いながら加工を行う。
刃先の振れによる軸方向の変位量を検出し、振れによる
最大変位量と予め記憶するＺ軸変位センサのＺ軸加工原
点からの基準距離とから、刃先の加工側の振れ最大位置
のＺ軸加工原点からＺ軸距離を算出し、この算出したＺ
軸距離と移動台のＺ軸現在値とを比較してＺ軸補正量を
求めて記憶する。そして切削加工時にこの記憶したＸ軸
補正値とＺ軸補正値を呼び出してプログラム指令値に対
して補正を行いながら加工を行う。
【００１１】
【実施例】以下本発明の実施例について図面にもとづい
て説明する。図１及び図２のＮＣ工作機械において、床
上に設置されたベッド１上に設けられたＸ軸方向の案内
１ａ上に上台２が移動位置決め可能に載置され、上台２
上に第１主軸頭３から第４主軸頭６まで４個の主軸頭
４，５，６が前端面をほぼ一線に揃えてほぼ等ピッチか
つ並列に取着されている。
て説明する。図１及び図２のＮＣ工作機械において、床
上に設置されたベッド１上に設けられたＸ軸方向の案内
１ａ上に上台２が移動位置決め可能に載置され、上台２
上に第１主軸頭３から第４主軸頭６まで４個の主軸頭
４，５，６が前端面をほぼ一線に揃えてほぼ等ピッチか
つ並列に取着されている。
【００１２】４個の主軸頭のうち第１主軸頭３から第３
主軸頭５までの３個はミーリング用で、回転工具用主軸
７〜９がそれぞれ回転可能に軸承されていて、残る第４
主軸頭６は研削用で砥石用主軸１０が回転可能に軸承さ
れている。そして回転工具用の主軸７〜９にエンドミル
（回転工具）Ｔ1 〜Ｔ3 がそれぞれ着脱可能に装着さ
れ、砥石用主軸１０に棒状砥石（回転工具）Ｔ4 が着脱
可能に装着されている。
主軸頭５までの３個はミーリング用で、回転工具用主軸
７〜９がそれぞれ回転可能に軸承されていて、残る第４
主軸頭６は研削用で砥石用主軸１０が回転可能に軸承さ
れている。そして回転工具用の主軸７〜９にエンドミル
（回転工具）Ｔ1 〜Ｔ3 がそれぞれ着脱可能に装着さ
れ、砥石用主軸１０に棒状砥石（回転工具）Ｔ4 が着脱
可能に装着されている。
【００１３】更に、ベッド１の左側上に設けられている
図示しないＺ軸方向の案内上にワーク主軸台１１が移動
位置決め可能に載置されている。ワーク主軸台１１には
ワーク用主軸１２が旋回割出し可能に軸承されていて、
ワーク用主軸１２の先端にチャック１３が同心に嵌着さ
れており、チャック１３の把持爪１３ａにワークＷが着
脱可能に把持されている。
図示しないＺ軸方向の案内上にワーク主軸台１１が移動
位置決め可能に載置されている。ワーク主軸台１１には
ワーク用主軸１２が旋回割出し可能に軸承されていて、
ワーク用主軸１２の先端にチャック１３が同心に嵌着さ
れており、チャック１３の把持爪１３ａにワークＷが着
脱可能に把持されている。
【００１４】更に、ワーク主軸台１１の前端面１１ａに
ブラケット１４が固着されていて、ブラケット１４にＬ
字形の測定アーム１５が旋回可能に支持されており、測
定アーム１５はアクチュエータ１８により上方の待機位
置ａと主軸軸線を通る平面上の計測位置ｂとに旋回位置
決め可能とされている。そして測定アーム１５の先端部
に回転工具の外周の振れによる径方向の変位量を検出す
るＸ軸変位センサ１６（以下単にＸ軸センサと呼ぶ）
と、先端の振れによる軸方向の変位量を検出するＺ軸変
位センサ１７（以下単にＺ軸センサと呼ぶ）とが取着さ
れている。
ブラケット１４が固着されていて、ブラケット１４にＬ
字形の測定アーム１５が旋回可能に支持されており、測
定アーム１５はアクチュエータ１８により上方の待機位
置ａと主軸軸線を通る平面上の計測位置ｂとに旋回位置
決め可能とされている。そして測定アーム１５の先端部
に回転工具の外周の振れによる径方向の変位量を検出す
るＸ軸変位センサ１６（以下単にＸ軸センサと呼ぶ）
と、先端の振れによる軸方向の変位量を検出するＺ軸変
位センサ１７（以下単にＺ軸センサと呼ぶ）とが取着さ
れている。
【００１５】Ｘ軸センサ１６及びＺ軸センサ１７は例え
ばＫＥＹＥＮＣＥ社製ＡＴ形等の超小型接触式変位セン
サを使用することができる。このものはアモルフアス磁
性合金をコアに採用して従来の差動トランス方式にくら
べ軽量小形化された変位センサで、軸方向移動可能な測
定子の移動量に比例して基準であるゼロ点を中心とする
±電圧を出力するものである。
ばＫＥＹＥＮＣＥ社製ＡＴ形等の超小型接触式変位セン
サを使用することができる。このものはアモルフアス磁
性合金をコアに採用して従来の差動トランス方式にくら
べ軽量小形化された変位センサで、軸方向移動可能な測
定子の移動量に比例して基準であるゼロ点を中心とする
±電圧を出力するものである。
【００１６】図３は、本発明の回転工具の刃先位置補正
装置に関するＮＣ装置１９の制御システムを表すブロッ
ク線図である。プログラム記憶部２１は、入力部２０よ
り送られる計測プログラム及び加工プログラムを記憶す
る部分。プログラム解析部２２は、プログラム内容を分
析して必要個所に信号を仕分ける部分。関数発生部２３
は各軸制御に必要な関数を発生する部分である。
装置に関するＮＣ装置１９の制御システムを表すブロッ
ク線図である。プログラム記憶部２１は、入力部２０よ
り送られる計測プログラム及び加工プログラムを記憶す
る部分。プログラム解析部２２は、プログラム内容を分
析して必要個所に信号を仕分ける部分。関数発生部２３
は各軸制御に必要な関数を発生する部分である。
【００１７】主軸モータ制御部２４は、ワーク用主軸１
２を駆動する主軸モータ２５の回転を制御する部分。Ｘ
軸モータ制御部２６は、上台２を駆動するＸ軸モータ２
７の回転を制御する部分。Ｘ軸位置検出器２８は、Ｘ軸
モータ２７により回転され上台２のＸ軸方向の現在値を
検出する検出器である。Ｚ軸モータ制御部２９は、ワー
ク主軸台１１を駆動するＺ軸モータ３０の回転を制御す
る部分。Ｚ軸位置検出器３１は、Ｚ軸モータ３０により
回転されワーク主軸台１１のＺ軸方向の現在値を検出す
る検出器である。
２を駆動する主軸モータ２５の回転を制御する部分。Ｘ
軸モータ制御部２６は、上台２を駆動するＸ軸モータ２
７の回転を制御する部分。Ｘ軸位置検出器２８は、Ｘ軸
モータ２７により回転され上台２のＸ軸方向の現在値を
検出する検出器である。Ｚ軸モータ制御部２９は、ワー
ク主軸台１１を駆動するＺ軸モータ３０の回転を制御す
る部分。Ｚ軸位置検出器３１は、Ｚ軸モータ３０により
回転されワーク主軸台１１のＺ軸方向の現在値を検出す
る検出器である。
【００１８】Ｘ軸センサ出力検出部３２は、測定位置ｂ
に位置決めされたＸ軸センサの測定子１６ａが被測定物
（回転工具）に当接して出力したゼロを中心とする±電
圧をデジタルな数値に変換して出力する部分。Ｘ軸セン
サ基準距離記憶部３３は、測定位置ｂに位置決めされた
Ｘ軸センサ１６の測定子１６ａが被測定物に当接して押
し込まれＸ軸センサ出力検出部３２より基準であるゼロ
の数値が出力されたときのセンサ位置から加工原点まで
の基準距離Ａ（図４）を記憶する部分である。
に位置決めされたＸ軸センサの測定子１６ａが被測定物
（回転工具）に当接して出力したゼロを中心とする±電
圧をデジタルな数値に変換して出力する部分。Ｘ軸セン
サ基準距離記憶部３３は、測定位置ｂに位置決めされた
Ｘ軸センサ１６の測定子１６ａが被測定物に当接して押
し込まれＸ軸センサ出力検出部３２より基準であるゼロ
の数値が出力されたときのセンサ位置から加工原点まで
の基準距離Ａ（図４）を記憶する部分である。
【００１９】Ｘ軸補正値算出部３４は、例えば図４に示
すようにＸ軸センサ１６により検出したエンドミルＴ1
外周の振れによる径方向の最大変位量ＣとＸ軸センサの
基準距離Ａとから、エンドミルＴ1 の刃先の振れ最大位
置からＸ軸加工原点までの距離Ｂを求め、求めた距離Ｂ
とＸ軸位置検出器２８により検出した上台２のＸ軸現在
値とを比較してＸ軸補正値Ｄ1 （図７）を求める部分で
ある。
すようにＸ軸センサ１６により検出したエンドミルＴ1
外周の振れによる径方向の最大変位量ＣとＸ軸センサの
基準距離Ａとから、エンドミルＴ1 の刃先の振れ最大位
置からＸ軸加工原点までの距離Ｂを求め、求めた距離Ｂ
とＸ軸位置検出器２８により検出した上台２のＸ軸現在
値とを比較してＸ軸補正値Ｄ1 （図７）を求める部分で
ある。
【００２０】上述のＸ軸補正値算出部３４の算出例は、
第１主軸台３のエンドミルＴ1 の補正値を求める場合で
あり、第２主軸頭４のエンドミルＴ2 又は第３主軸台５
のエンドミルＴ3 のそれぞれの補正値を求める場合は、
求めた距離Ｂに第１主軸頭３と第２主軸頭４間のピッチ
Ｐ1 又は第１主軸頭３と第３主軸頭４間のピッチＰ
2（図７）を加算した数値とＸ軸現在値とを比較して補
正値Ｄ2 又はＤ3 を求めるものである。
第１主軸台３のエンドミルＴ1 の補正値を求める場合で
あり、第２主軸頭４のエンドミルＴ2 又は第３主軸台５
のエンドミルＴ3 のそれぞれの補正値を求める場合は、
求めた距離Ｂに第１主軸頭３と第２主軸頭４間のピッチ
Ｐ1 又は第１主軸頭３と第３主軸頭４間のピッチＰ
2（図７）を加算した数値とＸ軸現在値とを比較して補
正値Ｄ2 又はＤ3 を求めるものである。
【００２１】また、第４主軸頭６の砥石Ｔ4 の補正値を
求める部分もほぼ同様であるが、この場合は計測前に機
上にてドレッシングを行うため振れを検出する必要がな
いので、距離ＢはＸ軸加工原点から静止する砥石外周面
までの距離である。Ｘ軸補正値記憶部３５は求めたそれ
ぞれのＸ軸補正値を記憶する部分である。
求める部分もほぼ同様であるが、この場合は計測前に機
上にてドレッシングを行うため振れを検出する必要がな
いので、距離ＢはＸ軸加工原点から静止する砥石外周面
までの距離である。Ｘ軸補正値記憶部３５は求めたそれ
ぞれのＸ軸補正値を記憶する部分である。
【００２２】Ｚ軸センサ出力検出部３６は、測定位置ｂ
に位置決めされたＺ軸センサ１７の測定子が被測定物に
当接して出力した基準のゼロ点を中心とする±電圧をデ
ジタルな数値に変換して出力する部分。Ｚ軸センサ基準
記憶部３７は、Ｚ軸センサ１７の測定子が被測定物に当
接して押し込まれＺ軸センサ出力検出部３６より基準で
あるゼロの数値が出力されたときのセンサ位置からＺ軸
加工原点までの基準距離Ｅ（図４）を記憶する部分であ
る。
に位置決めされたＺ軸センサ１７の測定子が被測定物に
当接して出力した基準のゼロ点を中心とする±電圧をデ
ジタルな数値に変換して出力する部分。Ｚ軸センサ基準
記憶部３７は、Ｚ軸センサ１７の測定子が被測定物に当
接して押し込まれＺ軸センサ出力検出部３６より基準で
あるゼロの数値が出力されたときのセンサ位置からＺ軸
加工原点までの基準距離Ｅ（図４）を記憶する部分であ
る。
【００２３】Ｚ軸補正値算出部３８は、図４に示すよう
に測定位置ｂに位置決めされてＺ軸センサ１７により検
出したエンドミルＴ1 〜Ｔ3 先端の振れによる軸方向の
最大変位量ＧとＺ軸センサの基準距離Ｅとから刃先の振
れ最大位置からＺ軸加工原点までの距離Ｆを求め、更に
距離ＦとＺ軸位置検出器３１により検出したワーク主軸
頭１１のＺ軸現在値とを比較してＺ軸補正値Ｈ1 〜Ｈ3
（図７）を求める部分である。
に測定位置ｂに位置決めされてＺ軸センサ１７により検
出したエンドミルＴ1 〜Ｔ3 先端の振れによる軸方向の
最大変位量ＧとＺ軸センサの基準距離Ｅとから刃先の振
れ最大位置からＺ軸加工原点までの距離Ｆを求め、更に
距離ＦとＺ軸位置検出器３１により検出したワーク主軸
頭１１のＺ軸現在値とを比較してＺ軸補正値Ｈ1 〜Ｈ3
（図７）を求める部分である。
【００２４】また砥石Ｔ4 の補正値Ｈ4 を求める場合に
は、前述と同様振れを検出する必要がないので、距離Ｆ
はＺ軸加工原点から静止する砥石端面までの距離であ
る。Ｚ軸補正値記憶部３９は求めたそれぞれの補正値を
記憶する部分である。尚、各主軸頭間のピッチはＮＣ装
置１９が絶対値方式の場合は第１主軸頭３と第３主軸距
離間をＰ2 、第１主軸頭３と第４主軸頭距離をＰ3 とし
た方が都合がよいが、ＮＣ装置がインクレメンタル方式
の場合には第２主軸頭４と第３主軸頭５間をＰ2 ´、第
３主軸頭５と第４主軸頭６間をＰ3 ´とした方が都合が
よい（図７）。
は、前述と同様振れを検出する必要がないので、距離Ｆ
はＺ軸加工原点から静止する砥石端面までの距離であ
る。Ｚ軸補正値記憶部３９は求めたそれぞれの補正値を
記憶する部分である。尚、各主軸頭間のピッチはＮＣ装
置１９が絶対値方式の場合は第１主軸頭３と第３主軸距
離間をＰ2 、第１主軸頭３と第４主軸頭距離をＰ3 とし
た方が都合がよいが、ＮＣ装置がインクレメンタル方式
の場合には第２主軸頭４と第３主軸頭５間をＰ2 ´、第
３主軸頭５と第４主軸頭６間をＰ3 ´とした方が都合が
よい（図７）。
【００２５】続いて本実施例の作用を図８の流れ図に従
って説明する。ステップＳ１において、測定アーム１５
を計測位置ｂに位置決めし、ワーク主軸台１１のＺ軸移
動と、上台２のＸ軸移動とで第１主軸頭３のエンドミル
Ｔ1 をＸ軸センサ１６による測定位置ＸＳｎ（ＸＳ1 ）
の近くに位置決めする。ステップＳ２において、上台２
をＸ軸方向マイナス側へ低速で移動し、ステップＳ３に
おいて、Ｘ軸センサ１６の測定子１６ａがエンドミルＴ
1 外周部に接触してＸ軸センサから信号が出たかを確認
し、ＮＯの場合にはステップＳ２に戻り接触信号が出る
まで上台２をＸ軸移動する。
って説明する。ステップＳ１において、測定アーム１５
を計測位置ｂに位置決めし、ワーク主軸台１１のＺ軸移
動と、上台２のＸ軸移動とで第１主軸頭３のエンドミル
Ｔ1 をＸ軸センサ１６による測定位置ＸＳｎ（ＸＳ1 ）
の近くに位置決めする。ステップＳ２において、上台２
をＸ軸方向マイナス側へ低速で移動し、ステップＳ３に
おいて、Ｘ軸センサ１６の測定子１６ａがエンドミルＴ
1 外周部に接触してＸ軸センサから信号が出たかを確認
し、ＮＯの場合にはステップＳ２に戻り接触信号が出る
まで上台２をＸ軸移動する。
【００２６】そしてＹＥＳになった場合、ステップＳ４
において、直ちに上台２のＸ軸移動を停止し、ステップ
Ｓ５において、Ｎ＝３以下かが確認される。この場合は
Ｎ＝１なのでＹＥＳとなり、ステップＳ６において、主
軸７（エンドミルＴ1 ）を低速で切削時の逆方向に逆回
転する（図５）。
において、直ちに上台２のＸ軸移動を停止し、ステップ
Ｓ５において、Ｎ＝３以下かが確認される。この場合は
Ｎ＝１なのでＹＥＳとなり、ステップＳ６において、主
軸７（エンドミルＴ1 ）を低速で切削時の逆方向に逆回
転する（図５）。
【００２７】ステップＳ７において、エンドミルＴ1 の
逆回転で外周面の凹凸に追従して測定子１６ａが軸方向
移動し、図６のグラフ図に示すように刃先が前面に来る
たびにピーク点が表れる。このピーク点はエンドミルＴ
1 の径方向の振れを含んでおり、エンドミルＴ1 が１回
転以上するとゼロ点からの最大値（振れ最大値）が検出
される。
逆回転で外周面の凹凸に追従して測定子１６ａが軸方向
移動し、図６のグラフ図に示すように刃先が前面に来る
たびにピーク点が表れる。このピーク点はエンドミルＴ
1 の径方向の振れを含んでおり、エンドミルＴ1 が１回
転以上するとゼロ点からの最大値（振れ最大値）が検出
される。
【００２８】次いでステップＳ８において、振れの最大
値Ｃと予め記憶するＸ軸センサ基準距離Ａとの和から刃
先の振れ最大位置におけるＸ軸加工原点からの距離Ｂを
算出し、算出した距離ＢとＸ軸現在値とを比較して補正
値Ｄ1 （図７）を求め、これを記憶する。
値Ｃと予め記憶するＸ軸センサ基準距離Ａとの和から刃
先の振れ最大位置におけるＸ軸加工原点からの距離Ｂを
算出し、算出した距離ＢとＸ軸現在値とを比較して補正
値Ｄ1 （図７）を求め、これを記憶する。
【００２９】次いでステップＳ９において、ワーク主軸
台１１のＺ軸移動と上台２のＸ軸移動で第１主軸頭３の
エンドミルＴ1 をＺ軸センサ１７による測定位置ＺＳｎ
（ＺＳ1 ）近くに位置決めし、ステップＳ１０におい
て、ワーク主軸台１１をＺ軸方向マイナス側への低速で
移動し、ステップＳ１１において、Ｚ軸センサ１７の測
定子がエンドミルＴ1 の先端部に接触して信号が出たか
を確認し、ＮＯの場合にはステップＳ９に戻って接触信
号が出るまで主軸台１１をＺ軸移動する。
台１１のＺ軸移動と上台２のＸ軸移動で第１主軸頭３の
エンドミルＴ1 をＺ軸センサ１７による測定位置ＺＳｎ
（ＺＳ1 ）近くに位置決めし、ステップＳ１０におい
て、ワーク主軸台１１をＺ軸方向マイナス側への低速で
移動し、ステップＳ１１において、Ｚ軸センサ１７の測
定子がエンドミルＴ1 の先端部に接触して信号が出たか
を確認し、ＮＯの場合にはステップＳ９に戻って接触信
号が出るまで主軸台１１をＺ軸移動する。
【００３０】そしてＹＥＳになった場合にステップＳ１
２において、ワーク主軸台１１のＺ軸移動を停止し、ス
テップＳ１３において、再びＮ＝３以下かが確認され、
ここでもＹＥＳとなってステップＳ１４において、主軸
７（エンドミルＴ1 ）を低速にて逆回転する。
２において、ワーク主軸台１１のＺ軸移動を停止し、ス
テップＳ１３において、再びＮ＝３以下かが確認され、
ここでもＹＥＳとなってステップＳ１４において、主軸
７（エンドミルＴ1 ）を低速にて逆回転する。
【００３１】次いでステップＳ１５において、エンドミ
ルＴ1 の逆回転で先端面の凹凸に追従してＺ軸センサ１
７の測定子が軸方向移動し、刃先が前面に来るたびにピ
ーク点が表れる。このピーク点はエンドミルＴ1 の振れ
による軸方向の変位を含んでおり、ピーク点のゼロ点か
らの最大値（振れ最大値）Ｇが検出される。
ルＴ1 の逆回転で先端面の凹凸に追従してＺ軸センサ１
７の測定子が軸方向移動し、刃先が前面に来るたびにピ
ーク点が表れる。このピーク点はエンドミルＴ1 の振れ
による軸方向の変位を含んでおり、ピーク点のゼロ点か
らの最大値（振れ最大値）Ｇが検出される。
【００３２】次いでステップＳ１６において、振れ最大
値Ｇと予め記憶するＺ軸センサの基準距離Ｅの和から刃
先の振れ最大位置のＺ軸加工原点からの距離Ｆを求め、
求めた距離ＦとＺ軸現在値とを比較して補正値Ｈ1 （図
７）を算出して記憶する。次いでステップＳ１７におい
て、Ｎ＝４かが確認され、この場合はＮ＝１なのでＮＯ
となり、ステップＳ１８においてｎ＋１が行われてＮ＝
２となりステップＳ１に戻る。
値Ｇと予め記憶するＺ軸センサの基準距離Ｅの和から刃
先の振れ最大位置のＺ軸加工原点からの距離Ｆを求め、
求めた距離ＦとＺ軸現在値とを比較して補正値Ｈ1 （図
７）を算出して記憶する。次いでステップＳ１７におい
て、Ｎ＝４かが確認され、この場合はＮ＝１なのでＮＯ
となり、ステップＳ１８においてｎ＋１が行われてＮ＝
２となりステップＳ１に戻る。
【００３３】引続き第２主軸頭４のエンドミルＴ2 のＸ
軸補正値を求めて記憶する２回目のステップＳ１〜Ｓ８
までの動作と、Ｚ軸補正値を求めて記憶する２回目のス
テップＳ９〜Ｓ１６までの動作が行われる。こうして第
２主軸頭４のエンドミルＴ2 の補正値が算出され記憶さ
れてＮ＝２の動作が終わり、ステップＳ１８においてＮ
＝３となる。
軸補正値を求めて記憶する２回目のステップＳ１〜Ｓ８
までの動作と、Ｚ軸補正値を求めて記憶する２回目のス
テップＳ９〜Ｓ１６までの動作が行われる。こうして第
２主軸頭４のエンドミルＴ2 の補正値が算出され記憶さ
れてＮ＝２の動作が終わり、ステップＳ１８においてＮ
＝３となる。
【００３４】続いて３回目のステップＳ１〜Ｓ１７の動
作で第３主軸頭５のエンドミルＴ3のＸ軸とＺ軸の補正
値が算出され記憶されて、Ｎ＝３の動作が終わり、ステ
ップＳ１８においてＮ＝４となり、４回目のステップＳ
１において、第４主軸頭６の砥石Ｔ4 をＸ軸センサ１６
による所定の測定位置ＸＳ4 の近くに位置決めする。
作で第３主軸頭５のエンドミルＴ3のＸ軸とＺ軸の補正
値が算出され記憶されて、Ｎ＝３の動作が終わり、ステ
ップＳ１８においてＮ＝４となり、４回目のステップＳ
１において、第４主軸頭６の砥石Ｔ4 をＸ軸センサ１６
による所定の測定位置ＸＳ4 の近くに位置決めする。
【００３５】次いでステップＳ２において、上台２をＸ
軸方向マイナス側へ低速で移動し、ステップＳ３におい
て、Ｘ軸センサ１６の測定子１６ａが砥石外周と接触し
たかが確認され、ＮＯの場合はステップＳ２に戻され、
ＹＥＳの場合にはステップＳ４において上台２のＸ軸移
動が停止される。
軸方向マイナス側へ低速で移動し、ステップＳ３におい
て、Ｘ軸センサ１６の測定子１６ａが砥石外周と接触し
たかが確認され、ＮＯの場合はステップＳ２に戻され、
ＹＥＳの場合にはステップＳ４において上台２のＸ軸移
動が停止される。
【００３６】次いでステップＳ５において、Ｎ＝３以下
かが確認され、この場合はＮ＝４なのでＮＯとなり、ス
テップＳ８において、接触時のＸ軸センサ１６のゼロ点
からの値とＸ軸センサの基準距離Ａとの和からＸ軸加工
原点から砥石Ｔ4 外周面までの距離Ｂを求め、求めた距
離Ｂと上台２のＸ軸現在値とを比較してＸ軸補正値Ｄ4
（図７）を求めて記憶する。
かが確認され、この場合はＮ＝４なのでＮＯとなり、ス
テップＳ８において、接触時のＸ軸センサ１６のゼロ点
からの値とＸ軸センサの基準距離Ａとの和からＸ軸加工
原点から砥石Ｔ4 外周面までの距離Ｂを求め、求めた距
離Ｂと上台２のＸ軸現在値とを比較してＸ軸補正値Ｄ4
（図７）を求めて記憶する。
【００３７】次いでステップＳ９において、第４主軸頭
６の砥石Ｔ4 をＺ軸センサ１７による測定位置ＺＳ4 の
近くに位置決めし、ステップＳ１０において、ワーク主
軸台１１をＺ軸方向マイナス側へ低速で移動し、ステッ
プＳ１１においてＺ軸センサ１７と接触したかを確認
し、ＮＯの場合にはステップＳ１０に戻り、ＹＥＳの場
合にはステップＳ１２において、ワーク主軸台１１のＺ
軸移動を停止し、ステップＳ１３において、Ｎ＝３以下
かが確認され、この場合はＮ＝４なのでＮＯとなり、ス
テップＳ１６まで飛んで、接触検出時のＺ軸センサ１７
のゼロ点からの値とＺ軸センサの基準距離Ｅの和からＺ
軸加工原点から砥石Ｔ4 先端面までの距離Ｆを求め、求
めた距離Ｆとワーク主軸台１１のＺ軸現在値とを比較し
てＺ軸補正値かを算出し、これを記憶する。そしてステ
ップＳ１７において、Ｎ＝４かが確認され、ＹＥＳとな
り終わりとなる。
６の砥石Ｔ4 をＺ軸センサ１７による測定位置ＺＳ4 の
近くに位置決めし、ステップＳ１０において、ワーク主
軸台１１をＺ軸方向マイナス側へ低速で移動し、ステッ
プＳ１１においてＺ軸センサ１７と接触したかを確認
し、ＮＯの場合にはステップＳ１０に戻り、ＹＥＳの場
合にはステップＳ１２において、ワーク主軸台１１のＺ
軸移動を停止し、ステップＳ１３において、Ｎ＝３以下
かが確認され、この場合はＮ＝４なのでＮＯとなり、ス
テップＳ１６まで飛んで、接触検出時のＺ軸センサ１７
のゼロ点からの値とＺ軸センサの基準距離Ｅの和からＺ
軸加工原点から砥石Ｔ4 先端面までの距離Ｆを求め、求
めた距離Ｆとワーク主軸台１１のＺ軸現在値とを比較し
てＺ軸補正値かを算出し、これを記憶する。そしてステ
ップＳ１７において、Ｎ＝４かが確認され、ＹＥＳとな
り終わりとなる。
【００３８】但し２回目〜４回目のステップＳ８におい
て算出するＸ軸補正値Ｄ2 〜Ｄ4 は、Ｘ軸加工原点から
刃先までの距離Ｂに基準となる第１主軸頭３からの配置
上のＸ軸寸法Ｐ2 〜Ｐ3 を加えた数値と上台２のＸ軸現
在値との差から求めるものである（図７）。
て算出するＸ軸補正値Ｄ2 〜Ｄ4 は、Ｘ軸加工原点から
刃先までの距離Ｂに基準となる第１主軸頭３からの配置
上のＸ軸寸法Ｐ2 〜Ｐ3 を加えた数値と上台２のＸ軸現
在値との差から求めるものである（図７）。
【００３９】また、本実施例の一連の作用は各主軸頭毎
にＸ軸方向、Ｚ軸方向を順次測定しているが、各主軸頭
のＸ軸方向の測定を全て終わってからＺ軸方向の測定を
行うようにしてもよい。また、本実施例は複数の主軸頭
を有するＮＣ工作機械の例について説明をおこなった
が、単一の主軸頭についても適応可能なことは勿論であ
る。
にＸ軸方向、Ｚ軸方向を順次測定しているが、各主軸頭
のＸ軸方向の測定を全て終わってからＺ軸方向の測定を
行うようにしてもよい。また、本実施例は複数の主軸頭
を有するＮＣ工作機械の例について説明をおこなった
が、単一の主軸頭についても適応可能なことは勿論であ
る。
【００４０】
【発明の効果】本発明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。回転工具例えばエンドミ
ルの径方向と軸方向の振れを含む刃先位置を検出して自
動的に刃先位置の補正を行うようにしたので、エンドミ
ルの振れ及び寸法誤差等による加工精度の悪化や、工具
交換時の寸法間違いや取付誤差等による加工上のトラブ
ルが無くなり、事前に測定器等で工具状態を測定する手
間が省けることにより準備時間が短縮できる。
で次に記載する効果を奏する。回転工具例えばエンドミ
ルの径方向と軸方向の振れを含む刃先位置を検出して自
動的に刃先位置の補正を行うようにしたので、エンドミ
ルの振れ及び寸法誤差等による加工精度の悪化や、工具
交換時の寸法間違いや取付誤差等による加工上のトラブ
ルが無くなり、事前に測定器等で工具状態を測定する手
間が省けることにより準備時間が短縮できる。
【００４１】また、例えば１回のワーク保持でエンドミ
ルにて加工した面に研削加工を行う場合、エンドミルの
振れを含む刃先位置の検出と同時に、ドレッシングによ
り変わる砥石の切れ刃位置を検出して自動的に補正を行
うようにすれば、エンドミル加工面が正確で、砥石のド
レッシングによる寸法変化に関係なく研削加工面が正確
となるため、連続加工を円滑かつ高精度に行うことが可
能となる。
ルにて加工した面に研削加工を行う場合、エンドミルの
振れを含む刃先位置の検出と同時に、ドレッシングによ
り変わる砥石の切れ刃位置を検出して自動的に補正を行
うようにすれば、エンドミル加工面が正確で、砥石のド
レッシングによる寸法変化に関係なく研削加工面が正確
となるため、連続加工を円滑かつ高精度に行うことが可
能となる。
【図１】本発明の実施例の回転工具の刃先位置補正装置
を有するＮＣ工作機械の上面図である。
を有するＮＣ工作機械の上面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】回転工具の刃先位置補正装置の制御システムを
表すブロック線図である。
表すブロック線図である。
【図４】センサによる回転工具の振れの検出と加工原点
からの距離の関係を表す説明図である。
からの距離の関係を表す説明図である。
【図５】図４のイーイ線矢視断面図である。
【図６】刃先の振れを表すグラフ図である。
【図７】（ａ）は複数の主軸頭のエンドミルと砥石のＸ
軸センサによる刃先位置の測定の説明図、（ｂ）は同じ
く複数の主軸頭のエンドミルと砥石のＺ軸センサによる
刃先位置測定の説明図である。
軸センサによる刃先位置の測定の説明図、（ｂ）は同じ
く複数の主軸頭のエンドミルと砥石のＺ軸センサによる
刃先位置測定の説明図である。
【図８】本発明の実施例の作用説明用流れ図である。
【図９】（ａ）は従来の技術のＮＣ旋盤におけるバイト
の刃先位置検出の状態を示す上面図、（ｂ）は同じくＮ
Ｃ旋盤におけるエンドミルの先端位置検出の状態を示す
図である。
の刃先位置検出の状態を示す上面図、（ｂ）は同じくＮ
Ｃ旋盤におけるエンドミルの先端位置検出の状態を示す
図である。
１ ベッド ２ 上台 ３ 第１主軸頭 ４ 第２主軸頭 ５ 第３主軸頭 ６ 第４主軸頭 ７，８，９ 回転工具用主軸 １０ 砥石用主軸 １１ ワーク主軸台 １２ ワーク用主軸 １３ チャック １５ 測定アーム １６ Ｘ軸変位センサ １７ Ｚ軸変位センサ ２８ Ｘ軸位置検出器 ３１ Ｚ軸位置検出器 ３２ Ｘ軸センサ出力検出器 ３３ Ｘ軸センサ基準距離記憶部 ３４ Ｘ軸補正値算出部 ３６ Ｚ軸センサ出力検出部 ３７ Ｚ軸センサ基準距離記憶部 ３８ Ｚ軸補正値算出部 Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 エンドミル（回転工具） Ｔ4 砥石（回転工具） Ｗ ワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23Q 17/22 B23Q 15/00 307 B23Q 15/013
Claims (1)
- 【請求項１】 ワークが取着される移動台と回転工具用
主軸頭との主軸軸線と直角方向のＸ軸及び主軸軸線方向
のＺ軸との相対的軸移動により加工を行うＮＣ工作機械
の回転工具の振れによる変位を含む刃先位置の補正装置
であって、前記移動台に回転工具外周の刃先の振れによ
る径方向の変位量を検出するＸ軸変位センサと回転工具
先端の刃先の振れによる軸方向の変位量を検出するＺ軸
変位センサとを設け、前記Ｘ軸変位センサにより検出し
た径方向の変位量から求めた加工側の刃先の振れ最大位
置のＸ軸加工原点からのＸ軸距離と振れ検出時のＸ軸現
在値とを比較してＸ軸補正値を求める手段と、前記Ｚ軸
変位センサにより検出した軸方向の変位量から求めた加
工側の刃先の振れ最大位置のＺ軸原点からのＺ軸距離と
振れ検出時のＺ軸現在値とを比較してＺ軸補正値を求め
る手段とを設け、求めたＸ軸補正値とＺ軸補正値とによ
り加工時のプログラム指令値を補正する手段を設けてな
る回転工具の刃先位置補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03173595A JP3162936B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 回転工具の刃先位置補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03173595A JP3162936B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 回転工具の刃先位置補正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08197384A JPH08197384A (ja) | 1996-08-06 |
| JP3162936B2 true JP3162936B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=12339303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03173595A Expired - Fee Related JP3162936B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 回転工具の刃先位置補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3162936B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102922369A (zh) * | 2012-11-21 | 2013-02-13 | 常州市众泰克自动化科技有限公司 | 多z轴数控机床的z向主轴轮动驱动配置方法及其系统 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001347440A (ja) | 2000-06-07 | 2001-12-18 | Mori Seiki Co Ltd | 主軸振れ精度診断機能を備えたｎｃ工作機械 |
| JP2007198944A (ja) * | 2006-01-27 | 2007-08-09 | Mitsubishi Electric Corp | 振れ測定装置および振れ測定方法 |
| CN102658374B (zh) * | 2012-05-11 | 2014-03-26 | 宁波恒力汽配轴承有限公司 | 一种两箱四轴多功能数控机床 |
| CN111716149A (zh) | 2019-03-19 | 2020-09-29 | 发那科株式会社 | 机床 |
| CN115647932B (zh) * | 2022-11-02 | 2023-07-18 | 湖北工业大学 | 一种可拆卸铣头安装精度控制方法 |
-
1995
- 1995-01-27 JP JP03173595A patent/JP3162936B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102922369A (zh) * | 2012-11-21 | 2013-02-13 | 常州市众泰克自动化科技有限公司 | 多z轴数控机床的z向主轴轮动驱动配置方法及其系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08197384A (ja) | 1996-08-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |