JP4207816B2 - Processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、回転工具を回転可能に軸承した工具台とワークを支持するテーブルとを相対移動させて加工を行う加工装置において、回転工具とワークとの位置関係を正確に把握するためのタッチセンサ及び検知ピンを備えた加工装置に関するものである。 The present invention relates to a touch sensor for accurately grasping the positional relationship between a rotary tool and a workpiece in a machining apparatus that performs machining by relatively moving a tool table that rotatably supports a rotary tool and a table that supports the workpiece. And a processing apparatus having a detection pin.
従来、回転工具を回転可能に軸承した工具台とワークを支持するテーブルとを相対移動させて加工を行う加工装置として、例えば円筒研削盤が知られている。この円筒研削盤は、回転工具としての研削砥石を回転可能に砥石台上に軸承し、テーブル上に回転可能に保持されたワークに対して研削砥石を切り込むことにより、研削加工を行う。このような構成の円筒研削盤では、高精度な研削加工を実施するうえで、ワークへの研削砥石の切込量を正確に制御する必要があるが、研削加工中では機械の熱変位、研削砥石の摩耗及びツルーイングによって研削砥石の研削面、即ち研削砥石のワーク側先端位置が変化してくる。このため、研削加工中は定期的に研削砥石の径を検出し、研削砥石とワークの位置関係を補正するようにしている。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a cylindrical grinder is known as a processing apparatus that performs processing by relatively moving a tool table that rotatably supports a rotating tool and a table that supports a workpiece. This cylindrical grinder performs a grinding process by rotatably supporting a grinding wheel as a rotary tool on a grinding wheel base and cutting the grinding wheel into a workpiece held rotatably on a table. In a cylindrical grinder with such a configuration, it is necessary to accurately control the cutting amount of the grinding wheel into the workpiece in order to carry out high-precision grinding. The grinding surface of the grinding wheel, that is, the workpiece side tip position of the grinding wheel changes due to wear and truing of the grinding wheel. For this reason, during the grinding process, the diameter of the grinding wheel is periodically detected to correct the positional relationship between the grinding wheel and the workpiece.
加えて、カムシャフト等のカムプロフィルを研削する場合は、砥石径の変化に伴い、砥石外周とワークとの研削個所が回転軸線回りで変化し、プロフィル誤差となってあらわれる。よって、プロフィル誤差を小さくするためには砥石径を正確に求めることが必要とされる。 In addition, when grinding a cam profile such as a camshaft, the grinding point between the grinding wheel outer periphery and the workpiece changes around the rotation axis along with the change in the grinding wheel diameter, resulting in a profile error. Therefore, in order to reduce the profile error, it is necessary to accurately obtain the grindstone diameter.
特許文献1は、研削砥石とワークの位置関係を補正するための構成として、特許文献1の図1に示されるように、砥石台(6)の研削砥石(7)回転軸線上にタッチセンサ(24)を備え、テーブル(3)には検知ピン(34)を突設している。そして、定期的に研削砥石(7)及びタッチセンサ(24)を検知ピン(34)に接触させ、研削砥石(7)の回転軸線の熱変位による移動を補正したうえで砥石径を測定し、研削砥石(7)の摩耗及びツルーイングよる砥石径の変化を検出し、研削砥石(7)とワークWの位置関係を補正するようにしている。
特許文献1のように、研削砥石(7)の砥石径を正確に測定するためには、回転軸線の熱変位による移動量の影響を排除する必要がある。このため、特許文献1では、タッチセンサ(24)を低熱膨張材で形成し、タッチセンサ(24)の一端を研削砥石(7)の回転軸線上に装着し、研削砥石(7)の回転軸線の熱変位による移動量と同じだけ移動するようにしている。
As in
ところが、円筒研削盤の構成によっては、タッチセンサ(24)の設置位置を研削砥石(7)の回転軸線上にすることができない場合がある。この場合は、 However, depending on the configuration of the cylindrical grinder, the installation position of the touch sensor (24) may not be on the rotation axis of the grinding wheel (7). in this case,
タッチセンサ(24)の装着位置と研削砥石(7)の回転軸線の間の距離をオフセット量として予め記憶させている。しかしながら、研削砥石(7)の回転軸線の熱変位による移動量と、タッチセンサの装着位置とでは、熱変位がおなじとはならず、予め記憶されたオフセット量に誤差が生じてしまい、正確な砥石径を測定することができなく、加工精度が悪化する可能性があった。
加えて、回転軸線の位置と測定した砥石周面の位置から演算により砥石径を求めているが、ワークに対する切込み方向の回転軸線の位置は毎回の切込み送りにより大きく熱変位する。この熱変位した回転軸線の位置を正確に求めることは困難であるので、演算により求めた砥石径も正確さに欠ける。
The distance between the mounting position of the touch sensor (24) and the rotational axis of the grinding wheel (7) is stored in advance as an offset amount. However, the amount of movement due to the thermal displacement of the rotational axis of the grinding wheel (7) and the mounting position of the touch sensor do not match the thermal displacement, and an error is generated in the offset amount stored in advance. The grinding wheel diameter could not be measured, and the processing accuracy could be deteriorated.
In addition, the grindstone diameter is obtained by calculation from the position of the rotation axis and the measured position of the circumferential surface of the grindstone, but the position of the rotation axis in the cutting direction relative to the workpiece is largely thermally displaced by the cutting feed every time. Since it is difficult to accurately determine the position of the rotational axis that has been thermally displaced, the grindstone diameter determined by calculation is also inaccurate.
本発明は、係る従来の問題点を改善するためになされたもので、回転工具である研削砥石の径を正確に測定できるようにし、研削砥石とワークの位置関係を精度よく補正することを目的とする。 The present invention has been made to improve the conventional problems, and has an object to accurately measure the diameter of a grinding wheel that is a rotary tool and to accurately correct the positional relationship between the grinding wheel and a workpiece. And
上記の課題を解決するため、請求項1に係わる発明の構成上の特徴は、回転工具を工具軸線回りで回転可能に軸承した工具台と、工作物を保持するテーブルと、前記回転工具の外周面の位置を基準にして前記工具台とテーブルとを互いに離接するX軸方向に相対移動させて工作物を加工する加工装置において、前記回転工具の回転軸線と同軸に軸承され予め径が既知の基準工具と、前記工具台上に前記テーブルに向かって延設されたタッチセンサと、該タッチセンサに接触可能にテーブルに固定された検知ピンと、前記基準工具による前記検知ピンへの接触位置を記憶する基準工具接触位置記憶手段と、前記基準工具による前記検知ピンへの接触後に、検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第1接触位置記憶手段と、前記基準工具接触位置記憶手段に記憶された接触位置と前記第1接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記基準工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第1相対距離演算手段と、前記第1相対距離演算手段により演算された相対距離と前記基準工具の径とから前記工具軸線からタッチセンサ先端までの距離を演算するタッチセンサ距離演算手段と、前記回転工具による前記検知ピンへの接触位置を記憶する工具接触位置記憶手段と、前記回転工具による前記検知ピンへの接触後に、検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第2接触位置記憶手段と、前記工具接触位置記憶手段に記憶された接触位置と前記第2接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記回転工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第2相対距離演算手段と、前記第2相対距離演算手段により演算された相対距離と前記タッチセンサ距離演算手段より演算された前記工具軸線からタッチセンサ先端までの距離に基づいて前記回転工具の径を演算する回転工具径演算手段と、前記回転工具径演算手段により演算された回転工具の径に基づいて前記回転工具の外周面の位置を変更する位置変更手段と、を備えたことである。
In order to solve the above-mentioned problems, the structural features of the invention according to
また、請求項2に係わる発明の構成上の特徴は、外周面に工具中心から所定径の球面形状の刃面を形成した回転工具を回転可能に軸承した工具台と、工作物を保持するテーブルと、前記回転工具の外周面を基準にして前記工具台とテーブルとを互いに離接するX軸方向及び該X軸方向と直交するZ軸方向に相対移動させ、前記回転工具によって工作物を加工する加工装置において、前記回転工具の回転軸線と同軸に軸承され予め径が既知の基準工具と、前記テーブルに固定されX軸及びZ軸に沿って延びるX軸検知ピン及びZ軸検知ピンと、前記回転工具の工具中心から前記基準工具又は回転工具の側面までの距離を記憶した側面距離記憶手段と、前記基準工具の外周面による前記X軸検知ピンへの接触位置を記憶するX軸接触位置記憶手段と、前記基準工具又は回転工具の側面による前記Z軸検知ピンへの接触位置を記憶するZ軸接触位置記憶手段と、前記基準工具の径、前記側面距離記憶手段に記憶された前記回転工具の工具中心から前記基準工具又は回転工具の側面までの距離、及び前記X軸検知ピン並びにZ軸検知ピンへの切込み位置に基づいて前記回転工具の工具中心の補正座標を演算する座標補正手段と、を備えたことである。
Further, the structural feature of the invention according to
また、請求項3に係わる発明の構成上の特徴は、回転工具を工具軸線回りで回転可能に軸承した工具台と、工作物を保持するテーブルと、前記回転工具の外周面の位置を基準にして前記工具台とテーブルとを互いに離接するX軸方向に相対移動させて工作物を加工する加工装置において、前記回転工具の回転軸線と同軸に軸承され予め径が既知の基準工具と、前記工具台上に前記テーブルに向かって延設されたタッチセンサと、該タッチセンサに接触可能にテーブルに固定された検知ピンと、前記基準工具による前記検知ピンへの接触位置を記憶する基準工具接触位置記憶手段と、前記基準工具による前記検知ピンへの接触後に、検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第1接触位置記憶手段と、前記基準工具接触位置記憶手段に記憶された接触位置と前記第1接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記基準工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第1相対距離演算手段と、前記第1相対距離演算手段により演算された相対距離と前記基準工具の径とから前記工具軸線からタッチセンサ先端までの距離を演算するタッチセンサ距離演算手段と、前記回転工具による前記検知ピンへの接触位置を記憶する工具接触位置記憶手段と、前記回転工具による前記検知ピンへの接触後に、検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第2接触位置記憶手段と、前記工具接触位置記憶手段に記憶された接触位置と前記第2接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記回転工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第2相対距離演算手段と、前記第2相対距離演算手段により演算された相対距離と前記タッチセンサ距離演算手段より演算された前記工具軸線からタッチセンサ先端までの距離に基づいて前記回転工具の径を演算する回転工具径演算手段と、前記回転工具径演算手段により演算された回転工具の径に基づいてツルーイング工具を回転工具の端面に所定量切り込んでツルーイングを行う工具修正手段を備えたことである。
Further, the structural feature of the invention according to
また、請求項4に係わる発明の構成上の特徴は、外周面に回転工具の工具中心から所定径の球面形状の刃面を形成した回転工具を回転可能に軸承した工具台と、工作物を保持するテーブルと、前記回転工具の外周面を基準にして前記工具台とテーブルとを互いに離接するX軸方向及び該X軸方向と直交するZ軸方向に相対移動させ、前記回転工具によって工作物を加工する加工装置において、前記回転工具の回転軸線と同軸に軸承され予め径が既知の基準工具と、前記テーブルに固定されX軸及びZ軸に沿って延びるX軸検知ピン及びZ軸検知ピンと、前記回転工具の中心から前記基準工具又は回転工具の側面までの距離を記憶した側面距離記憶手段と、前記基準工具の外周面による前記X軸検知ピンへの接触位置を記憶するX軸接触位置記憶手段と、前記基準工具又は回転工具の側面による前記Z軸検知ピンへの接触位置を記憶するZ軸接触位置記憶手段と、前記基準工具の径、前記側面距離記憶手段に記憶された前記回転工具の中心から前記基準工具又は回転工具の側面までの距離、及び前記X軸検知ピン並びにZ軸検知ピンへの切込み位置に基づいて前記回転工具の中心の補正座標を演算する座標補正手段と、前記基準工具による前記X軸検知ピンへの接触後に、X軸検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第1接触位置記憶手段と、前記X軸接触位置記憶手段に記憶されたX軸接触位置と前記第1接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記基準工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第1相対距離演算手段と、前記第1相対距離演算手段により演算された相対距離と前記基準工具の径とから前記工具中心からタッチセンサ先端までの距離を演算するタッチセンサ距離演算手段と、前記座標補正手段による前記回転工具の中心の補正座標を基準にして前記X軸検知ピンへ接触を行う切込み実行手段と、前記切込み実行手段による前記X軸検知ピンへの接触位置を記憶する工具接触位置記憶手段と、前記回転工具による前記X軸検知ピンへの接触後に、X軸検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第2接触位置記憶手段と、前記工具接触位置記憶手段に記憶された接触位置と前記第2接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記回転工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第2相対距離演算手段と、前記第2相対距離演算手段により演算された相対距離と前記タッチセンサ距離演算手段より演算された前記工具中心からタッチセンサ先端までの距離に基づいて前記回転工具の球面径を演算する回転工具球面径演算手段と、前記座標補正手段により演算された前記回転工具の工具中心及び前記回転工具球面径演算手段により演算された球面径に基づいて前記回転工具のツルーイングを行う球面ツルーイング手段と、を備えたことである。 Further, the structural feature of the invention according to claim 4 is that a tool base on which a rotary tool having a spherical blade surface of a predetermined diameter formed on the outer peripheral surface from the tool center of the rotary tool is rotatably supported, and a workpiece The tool table and the table are moved relative to each other in the X-axis direction and the Z-axis direction orthogonal to the X-axis direction, and the workpiece is moved by the rotary tool. in the processing apparatus for processing a said rotation reference tool previously diameter is journalled to the rotary axis coaxial with the known tool, the X-axis sensing pins and Z-axis sensing pins extending along a fixed X-axis and the Z-axis on the table A side distance storage means for storing a distance from the center of the rotary tool to a side surface of the reference tool or the rotary tool, and an X-axis contact position for storing a contact position of the outer peripheral surface of the reference tool to the X-axis detection pin Storage means and before Z-axis contact position storage means for storing the contact position of the reference tool or the side surface of the rotary tool to the Z-axis detection pin, and the diameter of the reference tool and the center of the rotary tool stored in the side distance storage means Coordinate correction means for calculating a correction coordinate of the center of the rotary tool based on the distance to the side surface of the reference tool or the rotary tool and the cutting position into the X-axis detection pin and the Z-axis detection pin, and the reference tool After contact with the X-axis detection pin, the X-axis detection pin end face is detected by a touch sensor, and the first contact position storage means for storing the contact position and the X-axis contact stored in the X-axis contact position storage means First relative distance calculation means for calculating a relative distance between the outer peripheral surface of the reference tool and the tip of the touch sensor based on the position and the contact position stored in the first contact position storage means; and the first relative distance Calculation means Touch sensor distance calculation means for calculating the distance from the tool center to the tip of the touch sensor from the relative distance calculated by the above and the diameter of the reference tool, and the correction coordinates of the center of the rotary tool by the coordinate correction means as a reference. A cutting execution means for making contact with the X-axis detection pin, a tool contact position storage means for storing a contact position with the X-axis detection pin by the cutting execution means, and an X-axis detection pin with the rotary tool. After the contact, the X-axis detection pin end face is detected by the touch sensor, the second contact position storage means for storing the contact position, the contact position stored in the tool contact position storage means, and the second contact position storage means A second relative distance calculating means for calculating a relative distance between the outer peripheral surface of the rotary tool and the tip of the touch sensor based on the contact position stored in the A rotary tool spherical diameter calculating means for calculating a spherical diameter of the rotary tool based on a relative distance calculated by the touch sensor distance calculating means and a distance from the tool center to the tip of the touch sensor calculated by the touch sensor distance calculating means; And spherical truing means for performing truing of the rotary tool based on the tool center of the rotary tool calculated by the means and the spherical diameter calculated by the rotary tool spherical diameter calculation means.
本発明は、請求項1のように構成したことにより、基準工具が回転工具と同軸上に配置されていることから、回転工具の回転軸線が熱変位によって移動しても基準工具も同様に移動する。このため、この基準工具の径が既知であれば回転軸線からタッチセンサの先端までの距離を求めることができ、この回転軸線からタッチセンサの先端までの距離に基づいて回転工具の径を正確に求めることができ、回転工具の先端位置とワークとの位置関係を正確に補正することができる。
According to the present invention, since the reference tool is arranged coaxially with the rotary tool by configuring as in
また、請求項2のように構成したことにより、回転工具の回転軸線が熱変位によって移動して工具中心が移動しても基準工具も同様に移動する。このため、基準工具の外周面及び側面(又は回転工具の側面)の位置変化を検出することにより工具中心の熱変位による移動量を検出することができる。この熱変位の移動量分だけ工具中心の位置を補正することにより、回転工具とワークとの位置関係を正確に把握することができる。
Further, by the structure described
また、請求項3のように構成したことにより、基準工具が回転工具と同軸上に配置されていることから、回転工具の回転軸線が熱変位によって移動しても基準工具も同様に移動する。このため、この基準工具の径が既知であれば回転軸線からタッチセンサの先端までの距離を求めることができ、この回転軸線からタッチセンサの先端までの距離に基づいて回転工具の径を正確に求めることができ、回転工具の径が正確に求まることによりツルーイング時の修正量を正確に管理することができるので、回転工具を余分にツルーイングすることもなく、最適なツルーイングを実現できる。
Further, since the reference tool is arranged coaxially with the rotary tool by configuring as in
また、請求項4のように構成したことにより、回転工具の回転軸線が熱変位によって移動して工具中心が移動しても基準工具も同様に移動する。このため、基準工具の外周面及び側面(又は回転工具の側面)の位置変化を検出することにより工具中心の熱変位による移動量を検出することができる。この熱変位の移動量分だけ工具中心の位置を補正することにより、基準工具の径が既知であれば回転軸線からタッチセンサの先端までの距離を求めることができ、この回転軸線からタッチセンサの先端までの距離に基づいて回転工具の径を正確に求めることができ、これら正確な回転工具の径と工具中心の位置が求まれば、回転工具の球面形状の刃面を正確にツルーイングできる。
Further, according to the fourth aspect , even if the rotation axis of the rotary tool moves due to thermal displacement and the tool center moves, the reference tool moves in the same manner. For this reason, the movement amount by the thermal displacement of a tool center is detectable by detecting the position change of the outer peripheral surface and side surface (or side surface of a rotary tool) of a reference | standard tool. By correcting the position of the tool center by the amount of movement of this thermal displacement, the distance from the rotation axis to the tip of the touch sensor can be obtained if the diameter of the reference tool is known. The diameter of the rotary tool can be accurately determined based on the distance to the tip, and if the accurate diameter of the rotary tool and the position of the tool center are determined, the spherical blade surface of the rotary tool can be accurately trued.
以下、本発明を具体化した実施形態について図を参照して説明する。図1は、本発明の1実施形態に係る研削装置を具現化した円筒研削盤10の平面図である。図1において、ベッド12の上にテーブル14がZ軸方向に移動可能に案内支持されている。テーブル14の上には主軸台16と心押台18とが対向して配置され、主軸台16には、Z軸と平行な回転軸線Q回りに回転可能に主軸17が軸承され、図略主軸モータによって回転駆動される。主軸17の一端にはワークWの一端を把持するチャック17aが設けられている。心押台18にはワークWの他端をセンタ支持するセンタ18aが回転軸線Qと同軸上に回転可能に軸承されている。これによってワークWは、回転軸線Qと同軸にチャック17aとセンタ18aとによってワークWの両端が支持され回転駆動される。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a
このテーブル14には、後述する砥石車22の位置検出用の接触検知装置30と、砥石車22の目立てを行うためのツルーイング装置40とが設けられている。接触検知装置30には、検知ピンヘッド32に、砥石車22の外周側を指向する検知ピン34がX方向に突設されている。この検知ピンヘッド32は、検知ピン34と砥石車22の接触信号を検出する振動検出器(以下AEセンサと称す)36を介して、テーブル14側に支持されている。他方、ツルーイング装置40は、図2(A)に示すように、ツルア軸42にツルーイング工具44が、図示しないビルトインモータによってツルア軸42が回転されることにより、回動されるように構成されている。
The table 14 is provided with a
ベッド12の上に、工具台である砥石台20が、テーブル14の移動方向と直交するX軸方向に案内支持され、この砥石台20に砥石車22がテーブル14の移動方向と平行な砥石軸線Oの回りに回転可能に支持されている。この砥石車22は、円盤状の研削砥石(回転工具)22aと、砥石車22a側面に取り付けられた基準砥石(基準工具)22bを備えている。研削砥石22aは、ワークWの研削を行い、基準砥石22bは、研削砥石22aの径の測定に用いられ、これら両砥石22a,22bは、一体結合され、砥石駆動モータ24によって回転駆動されるようになっている。砥石台20のテーブル14側には、タッチセンサ50が配置されている。タッチセンサ50は、図2(A)に示すように検知ピン34の先端と接触して位置検出するための測定ヘッド54と、該測定ヘッド54を支持するためのフィーラ52とを有し、研削中には、他の部材との接触を避けるために、図略の旋回モータによって図1中の点線で示す位置まで退避される。該タッチセンサ50は、検知ピン34との接触を検出すると、端面測定信号を数値制御装置60側へ送出するよう構成されている。
On the
次に、該円筒研削盤10を制御する数値制御装置60の構成について説明する。数値制御装置60は、装置全体を管理する中央制御装置62と、種々の制御値及びプログラムを保持するメモリ64と、インタフェース66、68から主として成る。このメモリ64には、研削加工プログラムと、砥石修正プログラムと、砥石径補正プログラムと、砥石径データと、回転軸線Qから測定ヘッド52までの距離Cとが記憶されている。この数値制御装置60には、インタフェース66を介して入力装置70が接続され、入力装置70によって種々のデータが入力されるようになっている。該入力装置70は、データの入力等を行うためのキーボード、データの表示を行うCRT等の表示装置が備えられている。また、数値制御装置60には、接触検知装置30からの接触信号が増幅器72を介して入力されるようになっている。この増幅器72は、接触検知装置30からの検知信号に応じて、オン・オフ信号を数値制御装置60側へ出力するよう構成されている。
Next, the configuration of the numerical controller 60 that controls the cylindrical grinding
数値制御装置60は、ボールネジ(図示せず)により砥石台20を前記テーブル14の移動方向と直交するX軸方向へ送るための第1サーボモータ82へ、第1モータ駆動回路80を介して駆動信号を与える。この第1サーボモータ82に取り付けられた第1エンコーダ84は、第1サーボモータ82の回転位置、即ち、砥石台20の位置を、第1モータ駆動回路80及び数値制御装置60側へ送出するように構成されている。
The numerical control device 60 is driven via a first
数値制御装置60は、ボールネジ(図示せず)によりテーブル14を水平方向に送るための第2サーボモータ92へ、第2モータ駆動回路90を介して駆動信号を与える。この第2サーボモータ92に取り付けられた第2エンコーダ94は、テーブル14の位置を、第2モータ駆動回路90及び数値制御装置60へ送出するように構成されている。
The numerical controller 60 gives a drive signal via a second
ここで、円筒研削盤10の座標系について説明する。座標系には、機械座標系とワーク座標系の2種類がある。機械に固有な点を原点とし、基本となる座標系を機械座標系といい、ワーク上のある点をプログラム原点としてユーザが任意に設定(位置記憶)できる座標系をワーク座標系という。通常はこのワーク座標系によって円筒研削盤10は制御されている。X軸についてのワーク座標系は、ワークWの中心(回転軸線O)を前記プログラム原点とし、ワークWの中心と研削砥石22aのワーク側の先端が一致したとき砥石台の現在位置が「0」とされている。砥石台20はワークWの中心から所定量だけ研削砥石の先端が後退した位置を後退端Xendとして設定され、加工時の砥石台20の移動指令は、この後退端Xendからの前進量によって指令される。このため、研削砥石22aの先端位置が加工による摩耗及びツルーイングによって変化した場合には、砥石台20を前進させて後退端Xendを補正する必要があり、研削盤10は、常に正確な研削砥石22aの径を記憶しておく。砥石車22が新しいものと交換されると、砥石径の補正処理を行い、正確な砥石径データに基づいて振れ取りを行った後、加工を開始する。そして、所定数のワークWを加工し、研削砥石22aの砥石面を修正する必要が生じた場合にツルーイングを行い、このツルーイングとワーク加工とを繰り返す。また、本実施形態の円筒研削盤10では、後述するようにツルーイングインターバルにおいて、砥石径の補正処理を行い、砥石径のデータを更新することにより常に正確な砥石径データに基づいて加工を進める。この円筒研削盤10による動作について、図2、の説明図と、数値制御装置60による処理を示す図3〜図7のフローチャートとを参照して説明する。
Here, the coordinate system of the cylindrical grinding
数値制御装置60は、先ず、砥石車22が交換されたかを判断する(図3に示すS100)。砥石車22が交換された際には(S100がYes)、仮の砥石径を現在の砥石径ROとして記憶し、この砥石径R0に基づいて砥石台が後退端にあるときの砥石車22の先端位置Xendを初期設定する。(S101)その後、研削砥石22aの振れを取る(S102)。ここで、振れとは、砥石外周面において、砥石軸線Oを中心として真円となっていない部分を指し、砥石車22を砥石軸(図示せず)に取り付けた際に、数100μmの振れが生じている。このため、後述するツルーイング時の動作と同様にして、ツルーイング工具44によって数10回に分けて接触を行い、砥石表面を一皮剥いて振れを取り除く。
The numerical controller 60 first determines whether the grinding
そして、数値制御装置60はツルーイングを開始する(S103)。このツルーイングは、上記振れ取りのサイクルと連続的に行う。当該処理のサブルーチンを示す図6のフローチャートと、この際の動作を示す図2とを参照してツルーイング処理について詳細に説明する。
砥石交換時、図1に示す数値制御装置60のメモリ64には、基準砥石22bの径G及び研削砥石22aの仮の径R0が記憶されている。この状態において、タッチセンサ50の測定ヘッド52の正確な長さCを測定する。第2サーボモータ92を制御して、テーブル14を水平に移動させることにより、基準砥石22bと検知ピン34とが対向する位置にした後、第1サーボモータ82を制御して砥石台20をテーブル14側へ送り、図2(A)に示すように基準砥石22bが検知ピン34に接触するまで砥石台20を移動する(S400)。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける(S401がNo)。そして、検知ピン34と基準砥石22bの外周との接触がAEセンサ36にて検出され、その接触信号が増幅器72を介して入力されると(S401がYes)、テーブル14の移動を停止すると共に、当該基準砥石22bの接触位置座標、即ち、ワークWの中心から基準砥石22bの先端位置の座標Xaを記憶する(S402)。そして、砥石台20を後退端Xendまで後退する。
Then, the numerical controller 60 starts truing (S103). This truing is performed continuously with the above-described run-out cycle. The truing process will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. 6 showing the subroutine of the process and FIG. 2 showing the operation at this time.
When the grindstone is replaced, the
次に、図2(B)に示すようにタッチセンサ50を測定位置に旋回させた後、第2サーボモータ92を制御して、テーブル14を水平に移動させることにより、フィーラ54と検知ピン34とが対向する位置にした後、第1サーボモータ82を制御して砥石台20をテーブル14側へ送り、図2(B)に示すようにフィーラ54が検知ピン34に接触するまで砥石台20を移動する(S403)。そして、検知ピン34とフィーラ52との接触が検出され、その接触信号が入力されると(S404がYes)、テーブル14の移動を停止すると共に、当該タッチセンサ50の接触位置座標、即ち、ワークWの中心から研削砥石の先端位置の座標Xbを記憶する(S405)。そして、砥石台20を後退端Xendまで後退する。
Next, as shown in FIG. 2B, the
そして、次式によって基準砥石22bの接触位置座標Xa及びタッチセンサ50の接触位置座標Xbからフィーラ54の正確な長さCを演算し、砥石軸線Oから測定ヘッド52までの距離Cをメモリ64に記憶する。(S406)。
C=(Xb−Xa)+G ・・・(1)
次に図2(C)に示すように研削砥石22aが検知ピン34に接触するまで砥石台20を移動する(S407)。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける(S408がNo)。そして、検知ピン34と研削砥石の外周との接触がAEセンサ36にて検出され、その接触信号が増幅器を介して入力されると(S408がYes)、テーブル14の移動を停止すると共に、当該研削砥石の接触位置座標、即ち、ワークWの中心から研削砥石の先端位置の座標Xcを記憶する(S409)。そして、砥石台20を後退端Xendまで後退する。
Then, the exact length C of the feeler 54 is calculated from the contact position coordinate Xa of the
C = ( Xb−Xa ) + G (1)
Next, as shown in FIG. 2C, the
次に、図2(D)に示すようにタッチセンサ50を測定位置に旋回させた後、第2サーボモータ92を制御して、テーブル14を水平に移動させることにより、フィーラ54と検知ピン34とが対向する位置にした後、第1サーボモータ82を制御して砥石台20をテーブル14側へ送り、図2(D)に示すようにフィーラ54が検知ピン34に接触するまで砥石台20を移動する(S410)。そして、検知ピン34とフィーラ52との接触が検出され、その接触信号が入力されると(S411がYes)、テーブル14の移動を停止すると共に、当該タッチセンサ50の接触位置座標、即ち、ワークWの中心から研削砥石22aの先端位置の座標Xdを記憶する(S412)。そして、砥石台20を後退端Xendまで後退する。
Next, as shown in FIG. 2D, after the
そして次式によって実際の研削砥石の径R1を求める(S413)。
R1=(Xc−Xd)+C・・・(2)
加工中に生じた摩耗量を測定するために、メモリ64に記憶されている以前に測定を行った際の研削砥石の径R0(ここでは仮の径)から今回測定した研削砥石の径R1を減算することにより砥石径の変化量ΔR(=R0−R1)を演算し、この値ΔRを記憶する(S414)と共に、以前に測定を行った際の研削砥石22aの径R0を今回演算で求めた研削砥石22aの径R1に置き換える(S415)。そして、変化量ΔRだけ砥石台20を前進させた位置(=Xend+ΔR)を新たな砥石台の後退端Xendに更新する(S416)。なお、ここでは、砥石交換直後なので、熱変位がなければ変化量ΔRは零となる。
その後、テーブル14を水平に移動させることにより、研削砥石22aとツルーイング工具44とが対向する位置にした後、第1サーボモータ82を制御して砥石台20を後退端Xendからテーブル14側へ所定量だけ送り、砥石面をツルーイング工具44の修正研削面に対向した砥石修正開始位置に位置させる(S417)。そして、砥石台20を修正切込量T1だけ前進させ(S418)、テーブル14を水平に移動させることにより、研削砥石22bの砥石面を修正研削面44aにてツルーイングを行う(S419)。なお、前記修正切込量T1を複数に分けて、テーブル14の修正切込量及び砥石台20の修正送りを複数回行うようにしてもよい。砥石面G1の修正が終ると、砥石台20は後退端Xendまで後退する。
その後、数値制御装置60は、この砥石径の減少量T1に基づいて砥石台の後退端Xendを更新(=Xend+T1)し(S420)、砥石面に対するツルーイング処理を終了する。
Then, the actual grinding wheel diameter R1 is obtained by the following equation (S413).
R1 = (Xc−Xd) + C (2)
In order to measure the amount of wear that occurred during processing, the diameter R1 of the grinding wheel measured this time is calculated from the diameter R0 (temporary diameter in this case) of the grinding wheel that was previously measured and stored in the
Thereafter, the table 14 is moved horizontally so that the
Thereafter, the numerical controller 60 updates the back end Xend of the grinding wheel base (= Xend + T1) based on the wheel diameter reduction amount T1 (S420), and ends the truing process on the grinding wheel surface.
再び、主動作を示す図5のフローチャートを参照して説明を続ける。数値制御装置60は、ステップ103のツルーイング処理が完了すると、ツルーイング後の加工本数を示す変数Kをリセットし(S104)、また、砥石車幅補正後の加工本数を示す変数Dをリセットする(S105)。
The description will be continued again with reference to the flowchart of FIG. 5 showing the main operation. When the truing process in
その後、ワークWを搬入して、図1に示すテーブル14の上の主軸台16と心押台18との間に保持する(図4に示すS106)。そして、ツルーイング後の加工本数を示す変数Kが、予め設定された所定本数K1(ここでは、100とする)を越えるか否かに基づきツルーイングを行うかを判断する(S107)。ここでは、加工を開始するところなので、当該ステップ107の判断がNoとなり、ステップ111へ移行する。
Thereafter, the workpiece W is carried in and held between the
ステップ111では、メモリ64に更新・記憶された後退端Xendのデータに基づいて、ワークWを加工する。その後、ツルーイング後の加工本数を示す変数Kに1を加える(S112)。また、砥石径補正後の加工本数を示す変数Dに1を加える(S113)。
In
引き続き数値制御装置60は、砥石径を補正するか否かを判断する(図7に示すS114)。即ち、砥石径補正後の加工本数Dが予め設定された所定本数D1(ここでは20本とする)を越えたか否かを判断し、この所定本数D1を越えている場合には(S114がYes)、ツルーイングインターバル(ツルーイングを行ってから次にツルーイングを行うまでの間)において、後述する砥石径補正を行う(S115)。ここでは、1本目のワークWの加工が行われたところなので(S114がNo)ステップ117に進んで加工の終了したワークWを搬出し、全てのワークWについて加工が終了したかを判断する(S118)。ここでは、加工が終了していないため(S118がNo)、図3に示すステップ100へ戻る。 Subsequently, the numerical controller 60 determines whether or not to correct the grinding wheel diameter (S114 shown in FIG. 7). That is, it is determined whether or not the machining number D after the grinding wheel diameter correction has exceeded a preset predetermined number D1 (here, 20), and if it exceeds the predetermined number D1 (Yes in S114). ) In the truing interval (from the truing to the next truing), the grindstone diameter correction described later is performed (S115). Here, since the machining of the first workpiece W has been performed (No in S114), the process proceeds to step 117, where the workpiece W that has been machined is unloaded and it is determined whether machining has been completed for all the workpieces W ( S118). Here, since the processing has not been completed (No in S118), the process returns to step 100 shown in FIG.
ステップ100では、砥石車22の交換が成されたかを判断するが、ここでは当該ステップ100の判断がNoとなり、ワークWを搬入して(図4に示すS108)、次のワークWについての加工を開始する。
そして、ワークWの加工を繰り返し、加工本数Dが予め設定された所定本数D1(20本)を越えると、即ち、21本目の加工時にステップ114がYesとなり、砥石径補正処理(S115)を行う。
In
Then, the machining of the workpiece W is repeated, and when the machining number D exceeds a predetermined number D1 (20), that is,
ここで、ステップ115の砥石径補正処理について、当該処理のサブルーチンを示す図7を参照して説明する。
この砥石径補正処理は、図6に示すツルーイング処理のステップ400からステップ416の処理と同じ処理を行う。図1に示す数値制御装置60のメモリ64には、基準砥石22bの径G及び以前に測定した研削砥石の径R0が記憶されている。この状態において、タッチセンサ50の測定ヘッド52の正確な長さCを測定する。第2サーボモータ92を制御して、テーブル14を水平に移動させることにより、基準砥石22bと検知ピン34とが対向する位置にした後、第1サーボモータ82を制御して砥石台20をテーブル14側へ送り、図2(A)に示すように基準砥石22bが検知ピン34に接触するまで砥石台20を移動する(S450)。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける(S451がNo)。そして、検知ピン34と基準砥石22bの外周との接触がAEセンサ36にて検出され、その接触信号が増幅器72を介して入力されると(S451がYes)、テーブル14の移動を停止すると共に、当該基準砥石22bの接触位置座標、即ち、ワークWの中心から研削砥石22aの先端位置の座標Xaを記憶する(S452)。そして、砥石台20を後退端Xendまで後退する。
Here, the grindstone diameter correcting process in
This grindstone diameter correcting process is the same as the process from
次に、図2(B)に示すようにタッチセンサ50を測定位置に旋回させた後、第2サーボモータ92を制御して、テーブル14を水平に移動させることにより、測定ヘッド54と検知ピン34とが対向する位置にした後、第1サーボモータ82を制御して砥石台20をテーブル14側へ送り、図2(B)に示すように測定ヘッド54が検知ピン34に接触するまで砥石台20を移動する(S453)。そして、検知ピン34と測定ヘッド54との接触が検出され、その接触信号が入力されると(S454がYes)、テーブル14の移動を停止すると共に、当該タッチセンサ50の接触位置座標、即ち、ワークWの中心から研削砥石22aの先端位置の座標Xbを記憶する(S455)。そして、砥石台20を後退端Xendまで後退する。
そして、(1)式によって基準砥石22bの接触位置座標Xa及びタッチセンサ50の接触位置座標Xbから回転軸線Qから測定ヘッド52までの距離Cを演算し、この回転軸線Qから測定ヘッド52までの距離Cをメモリ64に記憶する(S456)。
Next, as shown in FIG. 2B, after the
Then, the distance C from the rotation axis Q to the measurement head 52 is calculated from the contact position coordinate Xa of the
次に図2(C)に示すように研削砥石22bが検知ピン34に接触するまで砥石台20を移動する(S457)。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける(S458がNo)。そして、検知ピン34と研削砥石22aの外周との接触がAEセンサ36にて検出され、その接触信号が増幅器72を介して入力されると(S458がYes)、テーブル14の移動を停止すると共に、当該研削砥石22aの接触位置座標、即ち、ワークWの中心から研削砥石22aの先端位置の座標Xcを記憶する(S459)。そして、砥石台20を後退端Xendまで後退する。
Next, as shown in FIG. 2C, the
次に、図2(D)に示すようにタッチセンサ50を測定位置に旋回させた後、第2サーボモータ92を制御して、テーブル14を水平に移動させることにより、測定ヘッド54と検知ピン34とが対向する位置にした後、第1サーボモータ82を制御して砥石台20をテーブル14側へ送り、図2(D)に示すようにフィーラ54が検知ピン34に接触するまで砥石台20を移動する(S460)。そして、検知ピン34とフィーラ52との接触が検出され、その接触信号が入力されると(S461がYes)、テーブル14の移動を停止すると共に、当該タッチセンサ50の接触位置座標、即ち、ワークWの中心から研削砥石22aの先端位置の座標Xdを記憶する(S462)。そして、砥石台20を後退端Xendまで後退する。
Next, as shown in FIG. 2D, after the
その後(2)式によって実際の研削砥石の径R1を求め(S463)、加工中に生じた摩耗量を測定するために、メモリ64に記憶されている以前に測定を行った際の研削砥石22aの径R0から今回測定した研削砥石の径R1を減算することにより砥石径の変化量ΔR(=R0−R1)を演算し、この値を記憶する(S464)と共に、以前に測定を行った際の研削砥石22aの径R0を今回演算で求めた研削砥石22aの径R1に置き換える。(S465)。そして、この変化量ΔRだけ砥石台を前進させた位置(=Xend+ΔR)を新たな砥石台の後退端Xendに更新する(S466)。
Thereafter, the diameter R1 of the actual grinding wheel is obtained by the equation (2) (S463), and the
この砥石径補正処理の終了により、加工本数Dをクリアし(図5に示すS116)、ステップ117へ進み、加工の完了したワークWを搬出する。以降も加工を継続し、当該砥石径補正処理を加工本数の20本毎(即ち、41本目、61本目、81本目)に繰り返す。 Upon completion of the grinding wheel diameter correction process, the machining number D is cleared (S116 shown in FIG. 5), the process proceeds to step 117, and the workpiece W that has been machined is carried out. Thereafter, the machining is continued, and the grinding wheel diameter correction process is repeated every 20 machining cycles (that is, the 41st, 61st, and 81st).
そして、ワークWの加工本数Cが101本目となり、予め設定された所定本数K1(100本)を越えると、図6に示すステップ107におけるK>K1かの判断がYesとなり、ツルーイング処理が開始され(S108)、図2及び図8を参照したと同様にしてツルーイングにて、研削砥石22aのツルーイングを行う。当該ツルーイング処理(S108)の終了により、ツルーイング後の加工本数を示す変数Kの値をリセットし(S109)、そして、ツルーイングに引き続いて砥石径補正が実行されることを回避するため、砥石径補正後の加工本数を示す変数Dの値をリセットする(S110)。ここで、ツルーイング処理(S108)の終了後には、砥石径R0はR1に更新される。
When the number of workpieces C processed becomes the 101st and exceeds the predetermined number K1 (100) set in advance, the determination of K> K1 in
その後、搬入したワークW(101本目)を加工し(S111)、そして、ステップ112からステップ114の処理を経て、ワークWの搬出を行う(S117)。
Thereafter, the loaded workpiece W (101st workpiece) is processed (S111), and the workpiece W is unloaded through the processing from
数値制御装置60は、101本目のワーク加工時のツルーイングの終了後、201本目のワーク加工時の次のツルーイングまでの間に、121本目、141本目、161本目、181本目に上記砥石径補正処理(S115)を行う。これにより、ツルーイングインターバルの間に砥石摩耗及び熱変位による変化量が多いと想定される場合(例えば、ワークWの加工本数が多い場合等)、における誤差を小さくすることができ、不良品が発生することを防止する。 The numerical controller 60 performs the above-described grinding wheel diameter correction processing on the 121st, 141st, 161st, and 181st lines after the end of truing at the time of processing the 101st work until the next truing at the time of machining the 201st work. (S115) is performed. This can reduce errors in cases where there is a large amount of change due to grinding wheel wear and thermal displacement during the truing interval (for example, when the number of workpieces W is large), resulting in defective products. To prevent.
なお、この実施形態では、加工サイクルにおけるツルーイングインターバルにおいて、砥石径補正処理を数回実施するようになっている。このため、ツルーイングインターバルの間に砥石摩耗量及び熱変位量が小さいと判断される場合には、ツルーイングインターバルにおける砥石径補正処理を省略することも可能である。これは、上記変数D1と変数K1とを等しく設定することにより実現できる。 In this embodiment, the grindstone diameter correction process is performed several times during the truing interval in the machining cycle. For this reason, when it is determined that the grinding wheel wear amount and the thermal displacement amount are small during the truing interval, it is possible to omit the grinding wheel diameter correction processing in the truing interval. This can be realized by setting the variable D1 and the variable K1 equal.
以上のように、研削砥石22aと同軸上に基準砥石22bを設けたことにより、回転軸線Qが熱変位で移動したととしても、研削砥石22aと基準砥石22bが同等の熱変位分だけ移動することになる。このため、基準砥石22bの径Gに基づいて回転軸線Qから測定ヘッド52までの距離Cを補正して正確に現在の砥石径を求めることができる。従って、この現在の砥石径に基づき座標系の補正を行うことにより、研削加工精度を向上できると共に、ツルーイング処理を高精度に行うことができる。
As described above, by providing the
次に、本発明の第2実施形態について図8から図14に基づいて説明する。なお、第2実施形態の説明において、第1実施形態と同様な部材については図示及び説明を省略する。この第2実施形態においては、図8(A)に示すように研削砥石の研削面が軸線O上に設定された点Pを中心とした球面に成形された球面砥石23となっている。また、研削時の球面砥石23とワークWの接近に伴うテーブルと砥石台の干渉を防止するために、軸線Oが角度θの傾きを持って設置されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the description of the second embodiment, illustration and description of members similar to those of the first embodiment are omitted. In the second embodiment, as shown in FIG. 8A, the grinding surface of the grinding wheel is a
このように、球面砥石23を用いて研削する場合は、球面砥石23の中心点Pの位置を正確に求め、この中心点Pに基づいてツルーイングや座標設定を行う必要がある。このため第2の実施形態における円筒研削盤10では、砥石径の他に砥石軸線Oの延びる方向及び砥石軸線Oと直交する方向の熱変位を測定して球面砥石の中心点を求めている。第2の実施形態における円筒研削盤10では、図8(A)に示すように砥石軸線Oの延びる方向の熱変位を測定するのに、X軸方向延びる検知ピン34と、Z軸方向に延びる検知ピン35とを備えている。
Thus, when grinding using the
なお、この第2の実施形態では、X軸方向の座標は第1の実施形態と同様にワークWの中心と研削砥石のワーク側の先端が一致したとき砥石台の現在位置が「0」とされ、砥石台の後退と共に値が増加していくように設定されている。また、Z軸方向の座標は、テーブルが左右いずれかの移動端を「0」として設定され、ここでは左側移動端を「0」として設定されている。 In the second embodiment, the coordinate in the X-axis direction is “0” when the center of the workpiece W and the workpiece-side tip of the grinding wheel coincide with each other, as in the first embodiment. The value is set so as to increase as the grindstone head moves backward. The coordinate in the Z-axis direction is set such that the left or right moving end of the table is set to “0”, and the left moving end is set to “0” here.
また、メモリ64には、砥石交換時における初期設定値として、基準砥石22bの径G、球面砥石の仮の径R0球面砥石の仮の中心位置Pの座標(X0,Z0)及び基準砥石22bの側面から中心点Pまでの距離Hが記憶される。また、これら砥石のデータに基づいて予め演算もしくは試験的に求められた砥石台の後退端における球面砥石の先端位置Xend、基準砥石22bが検知ピン34に接触したときの砥石先端の初期接触位置Xα0及び、基準砥石22bの側面が検知ピン35が接触する初期接触位置Zα0が記憶されている。
Further, in the
以下、第2の実施形態における研削盤の動作について説明する。なお、主動作については図3から図5に示す第1の実施形態における主動作とほぼ同様であり、ステップ102の初期接触位置Xα0、Zα0が接触位置を示すパラメータ値としてXα、Zαにセットされる点が異なるのみである。
The operation of the grinding machine in the second embodiment will be described below. The main operation is substantially the same as the main operation in the first embodiment shown in FIGS. 3 to 5, and the initial contact positions Xα0 and Zα0 in
従って、主動作については説明を省略し、図3乃至図5のステップ103、108、115に示すツルーイングと砥石径修正の動作についてのみ説明する。
Accordingly, the description of the main operation is omitted, and only the operations of truing and grindstone diameter correction shown in
図3乃至図5のステップ103、108に示すツルーイングの動作について、図8乃至図12を用いて説明する。はじめに、砥石先端の初期接触位置Xα0及び、基準砥石22bの側面が検知ピン35が接触する初期接触位置Zα0が接触位置Xα、Zαにセットしたのち(S500)、実際の球面砥石の中心位置を求める。この実際の球面砥石23の中心は、図11に示すステップ501からステップ509の手順により求められる。第2サーボモータ92を制御して、テーブル14を水平に移動させることにより、基準砥石22bの円筒面と検知ピン34とが対向する位置にした後、第1サーボモータ82を制御して砥石台20をテーブル14側へ送り、図8(A)に示すように基準砥石22bが検知ピン34に接触するまで砥石台20を移動する(S501)。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける(S502がNo)。そして、検知ピン34と基準砥石22bの円筒面との接触がAEセンサ36にて検出され、その接触信号が増幅器72を介して入力されると(S502がYes)、テーブル14の移動を停止すると共に、当該基準砥石22bの接触位置座標、即ち、ワークWの中心から球面砥石23の先端位置の座標Xβを記憶する(S503)。そして、砥石台20を後退端Xendまで後退する。
The truing operation shown in
次に基準砥石22bの側面と検知ピン35とが対向する位置にした後、第1サーボモータ82を制御してテーブル14を砥石台20側へ送り、図8(B)に示すように基準砥石22bの側面が検知ピン35に接触するまでテーブル14を移動する(S504)。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける(S505がNo)。そして、検知ピン35と基準砥石22bの側面との接触がAEセンサ36にて検出され、その接触信号が増幅器72を介して入力されると(S505がYes)、テーブル14の移動を停止すると共に、当該基準砥石22bの接触位置座標、即ち、テーブル14の移動端からの位置の座標Xβを記憶する(S506)。そして、砥石台20は、後退端Xendまで後退し、テーブル14を左の移動端に戻す。
Next, after setting the side surface of the
そして、現在設定されている接触位置Xα、Zαとステップ503及びステップ506で測定した現在の接触位置Xβ、Zβから次式によってX方向の誤差ΔX及び、Z方向の誤差を求める(S507)。
ΔX=Xα−Xβ (3a)
ΔZ=Zα−Zβ (3b)
この誤差ΔX、ΔZは、熱変位による砥石台20の砥石軸のずれを示し、ステップ508では、次回の測定に備えて接触位置Xα、Zαを現在の接触位置Xβ、Zβに置き換える。
Then, an error ΔX in the X direction and an error in the Z direction are obtained from the currently set contact positions Xα and Zα and the current contact positions Xβ and Zβ measured in
ΔX = Xα−Xβ (3a)
ΔZ = Zα−Zβ (3b)
The errors ΔX and ΔZ indicate the shift of the grinding wheel axis of the
次に、ステップ509では、設定されている球面砥石23の仮(前回)の中心位置P0(X0、Z0)から実際の中心に次式によって補正する。
X0=X0−ΔX ・・・(4a)
Z0=Z0−ΔZ ・・・(4b)
さらに、熱変位による砥石台の砥石軸のずれは、後退端Xendにも影響を及ぼすことから、ステップ510では、次式によって後退端Xendを更新する。
Xend=Xend−ΔX ・・・(5)
このステップ510の熱変位による後退端Xendのずれの更新に続いて砥石径の測定が図12に示すステップ511乃至ステップ524によって達成される。
Next, in
X0 = X0−ΔX (4a)
Z0 = Z0−ΔZ (4b)
Further, since the shift of the grinding wheel axis of the grinding wheel base due to thermal displacement also affects the backward end Xend, in
Xend = Xend−ΔX (5)
Following the renewal of the shift of the backward end Xend due to the thermal displacement in
はじめに、砥石車の回転軸線Oからタッチセンサ50の測定ヘッド52までの砥石直径方向(図9(B)に示すW方向)の正確な長さCxを測定する。
第2サーボモータ92を制御して、テーブル14を水平に移動させることにより、基準砥石22bと検知ピン34とが対向する位置にした後、第1サーボモータ82を制御して砥石台20をテーブル14側へ送り、図9(A)に示すように基準砥石22bが検知ピン34に接触するまで砥石台20を移動する(S511)。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける(S512がNo)。そして、検知ピン34と基準砥石22bの外周との接触がAEセンサ36にて検出され、その接触信号が増幅器72を介して入力されると(S512がYes)、テーブル14の移動を停止すると共に、当該基準砥石22bの接触位置座標、即ち、ワークWの中心から球面砥石23の先端位置の座標Xaを記憶する(S513)。そして、砥石台20を後退端Xendまで後退する。
First, an accurate length Cx in the grinding wheel diameter direction (W direction shown in FIG. 9B) from the rotation axis O of the grinding wheel to the measurement head 52 of the
By controlling the
次に、図9(B)に示すようにタッチセンサ50を測定位置に旋回させた後、第2サーボモータ92を制御して、テーブル14を水平に移動させることにより、フィーラ54と検知ピンとが対向する位置にした後、第1サーボモータ82を制御して砥石台20をテーブル14側へ送り、図9(B)に示すようにフィーラ54が検知ピン34に接触するまで砥石台20を移動する(S514)。そして、検知ピン34とフィーラ52との接触が検出され、その接触信号が入力されると(S515がYes)、テーブル14の移動を停止すると共に、当該タッチセンサ50の接触位置座標、即ち、ワークWの中心から球面砥石23の先端位置の座標Xbを記憶する(S516)。そして、砥石台20を後退端Xendまで後退する。
Next, as shown in FIG. 9B, after the
そして、次式によって基準砥石22bの接触位置座標Xa及びタッチセンサ50の接触位置座標Xbからフィーラ54の正確な長さCxを演算し、この回転軸線Qから測定ヘッド52までの距離Cxをメモリ64に記憶する。(S517)。
Cx=(Xa/Cosθ)−(Xb/Cosθ)+G ・・・(6)
次に図10(A)に示すようにX軸方向に微小切込を与えながら、テーブル14と砥石台20を同時2軸制御して砥石軸線Oと平行な方向に球面砥石23が検知ピン34に接触するまで砥石台20を移動する(S518)。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける(S519がNo)。そして、検知ピン34と球面砥石23の外周との接触がAEセンサ36にて検出され、その接触信号が増幅器72を介して入力されると(S519がYes)、砥石台20及びテーブル14の移動を停止すると共に、当該球面砥石23の接触位置座標、即ち、ワークWの中心から球面砥石23の先端位置の座標Xcを記憶する(S520)。そして、砥石台20を後退端Xendまで後退する。
Then, the exact length Cx of the feeler 54 is calculated from the contact position coordinate Xa of the
Cx = (Xa / Cosθ) − (Xb / Cosθ) + G (6)
Next, as shown in FIG. 10 (A), the table 14 and the
次に、図10(B)に示すようにタッチセンサ50を測定位置に旋回させた後、第2サーボモータ92を制御して、テーブル14を水平に移動させることにより、フィーラ54と検知ピン34とが対向する位置にした後、第1サーボモータ82を制御して砥石台20をテーブル14側へ送り、図10(B)に示すようにフィーラ54が検知ピン34に接触するまで砥石台20を移動する(S521)。そして、検知ピン34とフィーラ52との接触が検出され、その接触信号が入力されると(S522がYes)、テーブル14の移動を停止すると共に、当該タッチセンサ50の接触位置座標、即ち、ワークWの中心から球面砥石23の先端位置の座標Xdを記憶する(S523)。そして、砥石台20を後退端Xendまで後退する。
Next, as shown in FIG. 10B, after turning the
そして次式によって実際の球面砥石23の径R1を求める(S524)。
R1=(Xc/Cosθ)−(Xd/Cosθ)+Cx・・・(7)
加工中に生じた摩耗量を測定するために、メモリ64に記憶されている以前に測定を行った際の球面砥石23の径R0(ここでは仮の径)から今回測定した球面砥石23の径R1を減算することにより砥石径の変化量ΔR(=R0−R1)を演算し(S525)、この値ΔRを記憶すると共に、以前に測定を行った際の球面砥石23の径R0を今回演算で求めた球面砥石23の径R1に置き換える(S526)。そして、変化量ΔRのX方向成分ΔRxを次式で求める(S527)。
Then, the diameter R1 of the actual
R1 = (Xc / Cosθ) − (Xd / Cosθ) + Cx (7)
In order to measure the amount of wear generated during machining, the diameter of the
ΔRX=ΔR・Cosθ ・・・(8) ΔRX = ΔR · Cosθ (8)
そして、この球面砥石23の径の変化量ΔRのX方向成分ΔRxに基づき、砥石台を前進させた位置(=Xend−ΔRx)を新たな砥石台の後退端Xendに更新する(S528)。なお、砥石交換直後では、変化量ΔRは零であり、X方向成分ΔRxも零となる。
その後、球面砥石23の中心位置Pの座標(X0、Z0)に基づいて、テーブル14を水平に移動させることにより、球面砥石23とツルーイング工具44とが対向する位置にした後、第1サーボモータ82を制御して砥石台20を後退端Xendからテーブル14側へ所定量だけ送り、球面砥石の砥石面をツルーイング工具44に対向した砥石修正開始位置に位置させる(S529)。そして、砥石台20を修正切込量T1だけ前進させ(S530)、テーブル14と砥石台20を2軸制御し、ツルーイング工具44が球面砥石23の中心位置Pの座標(X0、Z0)を中心とする径(R1―T1)の円周を移動するように制御する(S531)。これによって球面砥石23の研削面は、熱変位及び砥石摩耗による影響を排除した高精度な球面にツルーイングされ、砥石面G1の修正が終ると、砥石台20は後退端Xendまで後退する。
Then, based on the X-direction component ΔRx of the diameter change amount ΔR of the
After that, the table 14 is moved horizontally based on the coordinates (X0, Z0) of the center position P of the
その後、数値制御装置60は、この砥石径の減少量T1に基づいて砥石台の後退端Xendを更新(=Xend−T1)し(S532)、砥石面に対するツルーイング処理を終了する。 After that, the numerical controller 60 updates the back end Xend of the grinding wheel base (= Xend−T1) based on the grinding wheel diameter reduction amount T1 (S532), and ends the truing process on the grinding wheel surface.
ステップ115の砥石径補正処理について、当該処理のサブルーチンを示す図13及び14を参照して説明する。
この砥石径補正処理は、図11及び12に示すツルーイング処理のステップ500からステップ528の処理と同じ処理を行う。即ち、砥石先端の初期接触位置Xα0及び、基準砥石22bの側面が検知ピン35が接触する初期接触位置Zα0が接触位置Xα、Zαにセットしたのち(S550)、実際の球面砥石23の中心位置を求める。この実際の球面砥石23の中心は、図13に示すステップ551からステップ559の手順により求められる。第2サーボモータ92を制御して、テーブル14を水平に移動させることにより、基準砥石22bの円筒面と検知ピンとが対向する位置にした後、第1サーボモータ82を制御して砥石台20をテーブル14側へ送り、図8(A)に示すように基準砥石22bが検知ピン34に接触するまで砥石台20を移動する(S551)。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける(S552がNo)。そして、検知ピン34と基準砥石22bの円筒面との接触がAEセンサ36にて検出され、その接触信号が増幅器72を介して入力されると(S552がYes)、テーブル14の移動を停止すると共に、当該基準砥石22bの接触位置座標、即ち、ワークWの中心から球面砥石の先端位置の座標Xβを記憶する(S553)。そして、砥石台20を後退端Xendまで後退する。
The grindstone diameter correcting process in
This grindstone diameter correcting process is the same as the process from
次に基準砥石22bの円筒面と検知ピンとが対向する位置にした後、第1サーボモータ82を制御してテーブル14を砥石台20側へ送り、図8(B)に示すように基準砥石22bの側面が検知ピン34に接触するまでテーブル14を移動する(S554)。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける(S555がNo)。そして、検知ピン34と基準砥石22bの側面との接触がAEセンサ36にて検出され、その接触信号が増幅器72を介して入力されると(S555がYes)、テーブル14の移動を停止すると共に、当該基準砥石22bの接触位置座標、即ち、テーブル移動端からの位置の座標Xβを記憶する(S556)。そして、砥石台20は、後退端Xendまで後退し、テーブル14を左の移動端に戻す。
Next, after setting the cylindrical surface of the
そして、現在設定されている接触位置Xα、Zαとステップ553及びステップ556で測定した現在の接触位置Xβ、Zβから式(3a)、(3b)によってX方向の誤差ΔX及び、Z方向の誤差を求める(S557)。
Then, from the currently set contact positions Xα and Zα and the current contact positions Xβ and Zβ measured in
この誤差ΔX、ΔZは、熱変位による砥石台の砥石軸のずれを示し、ステップ558では、次回の測定に備えて接触位置Xα、Zαを現在の接触位置Xβ、Zβに置き換える。
The errors ΔX and ΔZ indicate the shift of the grindstone axis of the grindstone table due to thermal displacement. In
次に、ステップ559では、設定されている球面砥石23の仮(前回)の中心位置P0(X0、Z0)から実際の中心に式(4a)、(4b)によって補正する。
さらに、熱変位による砥石台の砥石軸のずれは、後退端Xendにも影響を及ぼすことから、ステップ560では、式(5)によって後退端Xendを更新する。
このステップ560の熱変位による後退端Xendのずれの更新に続いて砥石径の測定がステップ561乃至ステップ574によって達成される。
はじめに、砥石車の回転軸線Oからタッチセンサ50の測定ヘッド52までの砥石直径方向(図9(B)に示すW方向)の正確な長さCxを測定する。
Next, in
Furthermore, since the deviation of the grinding wheel axis of the grinding wheel base due to the thermal displacement also affects the backward end Xend, in
Following the renewal of the shift of the backward end Xend due to the thermal displacement in
First, an accurate length Cx in the grinding wheel diameter direction (W direction shown in FIG. 9B) from the rotation axis O of the grinding wheel to the measurement head 52 of the
第2サーボモータ92を制御して、テーブル14を水平に移動させることにより、基準砥石22bと検知ピン34とが対向する位置にした後、第1サーボモータ82を制御して砥石台20をテーブル14側へ送り、図9(A)に示すように基準砥石22bが検知ピン34に接触するまで砥石台20を移動する(S561)。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける(S562がNo)。そして、検知ピン34と基準砥石22bの外周との接触がAEセンサ36にて検出され、その接触信号が増幅器72を介して入力されると(S562がYes)、テーブル14の移動を停止すると共に、当該基準砥石22bの接触位置座標、即ち、ワークWの中心から球面砥石23の先端位置の座標Xaを記憶する(S563)。そして、砥石台20を後退端Xendまで後退する。
By controlling the
次に、図2(B)に示すようにタッチセンサ50を測定位置に旋回させた後、第2サーボモータ92を制御して、テーブル14を水平に移動させることにより、フィーラ54と検知ピンとが対向する位置にした後、第1サーボモータ82を制御して砥石台20をテーブル14側へ送り、図9(B)に示すようにフィーラ54が検知ピン34に接触するまで砥石台20を移動する(S564)。そして、検知ピン34とフィーラ52との接触が検出され、その接触信号が入力されると(S565がYes)、テーブル14の移動を停止すると共に、当該タッチセンサ50の接触位置座標、即ち、ワークWの中心から球面砥石23の先端位置の座標Xbを記憶する(S566)。そして、砥石台20を後退端Xendまで後退する。
Next, as shown in FIG. 2B, after the
そして、式(5)によって基準砥石22bの接触位置座標Xa及びタッチセンサ50の接触位置座標Xbからフィーラ54の正確な長さCを演算し、この回転軸線Qから測定ヘッド52までの距離Cをメモリ64に記憶する。(S567)。
次に図10(A)に示すようにX軸方向に微小切込を与えながら、テーブルと砥石台を同時2軸制御して砥石軸線Oと平行な方向に球面砥石23が検知ピン34に接触するまで砥石台20を移動する(S568)。この接触送りを接触信号が検出されるまで続ける(S569がNo)。そして、検知ピン34と球面砥石23の外周との接触がAEセンサ36にて検出され、その接触信号が増幅器72を介して入力されると(S569がYes)、砥石台及びテーブル14の移動を停止すると共に、当該球面砥石23の接触位置座標、即ち、ワークWの中心から球面砥石23の先端位置の座標Xcを記憶する(S570)。そして、砥石台20を後退端Xendまで後退する。
Then, the exact length C of the feeler 54 is calculated from the contact position coordinate Xa of the
Next, as shown in FIG. 10 (A), the
次に、図10(B)に示すようにタッチセンサ50を測定位置に旋回させた後、第2サーボモータ92を制御して、テーブル14を水平に移動させることにより、フィーラ54と検知ピンとが対向する位置にした後、第1サーボモータ82を制御して砥石台20をテーブル14側へ送り、図10(B)に示すようにフィーラ54が検知ピン34に接触するまで砥石台20を移動する(S571)。そして、検知ピン34とフィーラ52との接触が検出され、その接触信号が入力されると(S572がYes)、テーブル14の移動を停止すると共に、当該タッチセンサ50の接触位置座標、即ち、ワークWの中心から球面砥石23の先端位置の座標Xdを記憶する(S573)。そして、砥石台20を後退端Xendまで後退する。そして式(6)によって実際の球面砥石の径R1を求める(S574)。
Next, as shown in FIG. 10B, after the
加工中に生じた摩耗量を測定するために、メモリ64に記憶されている以前に測定を行った際の球面砥石23の径R0(ここでは仮の径)から今回測定した球面砥石23の径R1を減算することにより砥石径の変化量ΔR(=R0−R1)を演算し(S575)、この値ΔRを記憶すると共に、以前に測定を行った際の球面砥石23の径R0を今回演算で求めた球面砥石23の径R1に置き換える(S576)。そして、変化量ΔRのX方向成分ΔRxを式(7)で求める(S577)。そして、この球面砥石23の径の変化量ΔRのX方向成分ΔRxに基づき、砥石台20を前進させた位置(=Xend−ΔRx)を新たな砥石台20の後退端Xendに更新する(S578)。
In order to measure the amount of wear generated during machining, the diameter of the
なお、本発明の技術思想は、径(及び/又は、側面位置)が既知でワークWの研削に関与しない基準砥石22bを研削砥石22aと同軸上に配置し基準砥石22bの外周面の位置と研削により磨耗した研削砥石22aの外周面の位置とを比較することにより、研削砥石22aの回転軸線に熱変位が生じてもこの熱変位による影響を排除して、研削砥石22aの径(及び/又は、側面位置)を正確に求めることができるというものである。
The technical idea of the present invention is that the
そして、基準砥石22bの外周面及び研削砥石22aの外周面の位置を求める方法として、前述した本発明の実施形態では、基準砥石22bの外周面及び研削砥石の外周面を検知ピン34、35に接触させ、このとき発生する振動を振動検出器(AEセンサ)36を使用して検出している。別な方法として、基準砥石にて検知ピン34、35を若干量研削し、この研削された位置をタッチセンサ50で測定する。次に磨耗した研削砥石22bにて検知ピン34,35に対して所定量送り、研削された検知ピン34,35の位置をタッチセンサ50で測定する方法であってもよい。測定により求められた検知ピン34、35の位置の差の値と前記所定量との差が研削砥石22bの摩耗量に相当するので、この摩耗量により研削砥石22bの径(及び/又は、側面位置)を求めるものであっても良い。
And as a method of calculating | requiring the position of the outer peripheral surface of the
なお、上述の実施の形態においては、円筒研削盤10に本発明を適用した例について述べたが、砥石車20以外にも回転工具を用いる加工装置にも用いることができる。その他の加工装置としては、フライスを回転工具とするフライス盤、マシニングセンタなどがある。
In the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the cylindrical grinding
10…円筒研削盤、12…ベッド、14…テーブル、16…主軸台、17…主軸、17a…チャック、18…心押台、18a…センタ、20…砥石台(工具台)、22…砥石車、22a…研削砥石(回転工具)、22b…基準砥石(基準工具)、23…球面砥石、30…接触検知装置、32…検知ピンヘッド、34、35…検知ピン、36…振動検出器(AEセンサ)、40…ツルーイング装置、44…ツルーイング工具、50…タッチセンサ、52…フィーラ、54…測定ヘッド、60…数値制御装置、62…中央制御装置、64…メモリ、66,68・・・インタフェース、70…入力装置、72…増幅器、80…第1モータ駆動回路、82…第1サーボモータ、84…第1エンコーダ、90…第2モータ駆動回路、92…第2サーボモータ、94…第2エンコーダ。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
工作物を保持するテーブルと、
前記回転工具の外周面の位置を基準にして前記工具台とテーブルとを互いに離接するX軸方向に相対移動させて工作物を加工する加工装置において、
前記回転工具の回転軸線と同軸に軸承され予め径が既知の基準工具と、
前記工具台上に前記テーブルに向かって延設されたタッチセンサと、
該タッチセンサに接触可能にテーブルに固定された検知ピンと、
前記基準工具による前記検知ピンへの接触位置を記憶する基準工具接触位置記憶手段と、
前記基準工具による前記検知ピンへの接触後に、検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第1接触位置記憶手段と、
前記基準工具接触位置記憶手段に記憶された接触位置と前記第1接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記基準工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第1相対距離演算手段と、
前記第1相対距離演算手段により演算された相対距離と前記基準工具の径とから前記工具軸線からタッチセンサ先端までの距離を演算するタッチセンサ距離演算手段と、
前記回転工具による前記検知ピンへの接触位置を記憶する工具接触位置記憶手段と、
前記回転工具による前記検知ピンへの接触後に、検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第2接触位置記憶手段と、
前記工具接触位置記憶手段に記憶された接触位置と前記第2接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記回転工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第2相対距離演算手段と、
前記第2相対距離演算手段により演算された相対距離と前記タッチセンサ距離演算手段より演算された前記工具軸線からタッチセンサ先端までの距離に基づいて前記回転工具の径を演算する回転工具径演算手段と、
前記回転工具径演算手段により演算された回転工具の径に基づいて前記回転工具の外周面の位置を変更する位置変更手段と、
を備えたことを特徴とする加工装置。
A tool table on which a rotating tool is rotatably supported around the tool axis;
A table for holding the workpiece;
In a processing apparatus for processing a workpiece by moving the tool table and the table relative to each other in the X-axis direction with reference to the position of the outer peripheral surface of the rotary tool,
A reference tool that is supported coaxially with the rotation axis of the rotary tool and has a known diameter in advance;
A touch sensor extending toward the table on the tool table;
A detection pin fixed to the table so as to be able to contact the touch sensor;
Reference tool contact position storage means for storing a contact position of the reference tool to the detection pin;
A first contact position storage means for detecting contact of the end face of the detection pin with a touch sensor after the contact with the detection pin by the reference tool, and storing the contact position;
Based on the contact position stored in the reference tool contact position storage unit and the contact position stored in the first contact position storage unit, a relative distance between the outer peripheral surface of the reference tool and the tip of the touch sensor is calculated. 1 relative distance calculation means;
Touch sensor distance calculation means for calculating a distance from the tool axis to the tip of the touch sensor from the relative distance calculated by the first relative distance calculation means and the diameter of the reference tool;
Tool contact position storage means for storing a contact position of the rotary tool to the detection pin;
A second contact position storage means for detecting contact of the end face of the detection pin with a touch sensor after the contact with the detection pin by the rotary tool , and storing the contact position;
A second calculating the relative distance between the outer peripheral surface of the rotary tool and the tip of the touch sensor based on the contact position stored in the tool contact position storage means and the contact position stored in the second contact position storage means; A relative distance calculation means;
Rotating tool diameter calculating means for calculating the diameter of the rotating tool based on the relative distance calculated by the second relative distance calculating means and the distance from the tool axis to the tip of the touch sensor calculated by the touch sensor distance calculating means. When,
Position changing means for changing the position of the outer peripheral surface of the rotating tool based on the diameter of the rotating tool calculated by the rotating tool diameter calculating means;
A processing apparatus comprising:
工作物を保持するテーブルと、
前記回転工具の外周面を基準にして前記工具台とテーブルとを互いに離接するX軸方向及び該X軸方向と直交するZ軸方向に相対移動させ、前記回転工具によって工作物を加工する加工装置において、
前記回転工具の回転軸線と同軸に軸承され予め径が既知の基準工具と、
前記テーブルに固定されX軸及びZ軸に沿って延びるX軸検知ピン及びZ軸検知ピンと、
前記回転工具の工具中心から前記基準工具又は回転工具の側面までの距離を記憶した側面距離記憶手段と、
前記基準工具の外周面による前記X軸検知ピンへの接触位置を記憶するX軸接触位置記憶手段と、
前記基準工具又は回転工具の側面による前記Z軸検知ピンへの接触位置を記憶するZ軸接触位置記憶手段と、
前記基準工具の径、前記側面距離記憶手段に記憶された前記回転工具の工具中心から前記基準工具又は回転工具の側面までの距離、及び前記X軸検知ピン並びにZ軸検知ピンへの切込み位置に基づいて前記回転工具の工具中心の補正座標を演算する座標補正手段と、
を備えたことを特徴とする加工装置。 A tool table that rotatably supports a rotary tool having a spherical blade surface with a predetermined diameter from the center of the tool on the outer peripheral surface;
A table for holding the workpiece;
A processing apparatus for processing a workpiece with the rotary tool by moving the tool table and the table relative to each other in the X-axis direction and the Z-axis direction orthogonal to the X-axis direction with respect to the outer peripheral surface of the rotary tool. In
A reference tool that is supported coaxially with the rotation axis of the rotary tool and has a known diameter in advance;
And X-axis sensing pins and Z-axis sensing pins extending along a fixed X-axis and the Z-axis on the table,
Side distance storage means for storing a distance from a tool center of the rotary tool to a side surface of the reference tool or the rotary tool;
X-axis contact position storage means for storing a contact position to the X-axis detection pin by the outer peripheral surface of the reference tool;
Z-axis contact position storage means for storing a contact position to the Z-axis detection pin by the side surface of the reference tool or the rotary tool;
In the diameter of the reference tool, the distance from the tool center of the rotary tool stored in the side distance storage means to the side of the reference tool or the rotary tool, and the cutting position to the X-axis detection pin and the Z-axis detection pin Coordinate correction means for calculating the correction coordinates of the tool center of the rotary tool based on
A processing apparatus comprising:
工作物を保持するテーブルと、
前記回転工具の外周面の位置を基準にして前記工具台とテーブルとを互いに離接するX軸方向に相対移動させて工作物を加工する加工装置において、
前記回転工具の回転軸線と同軸に軸承され予め径が既知の基準工具と、
前記工具台上に前記テーブルに向かって延設されたタッチセンサと、
該タッチセンサに接触可能にテーブルに固定された検知ピンと、
前記基準工具による前記検知ピンへの接触位置を記憶する基準工具接触位置記憶手段と、
前記基準工具による前記検知ピンへの接触後に、検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第1接触位置記憶手段と、
前記基準工具接触位置記憶手段に記憶された接触位置と前記第1接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記基準工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第1相対距離演算手段と、
前記第1相対距離演算手段により演算された相対距離と前記基準工具の径とから前記工具軸線からタッチセンサ先端までの距離を演算するタッチセンサ距離演算手段と、
前記回転工具による前記検知ピンへの接触位置を記憶する工具接触位置記憶手段と、
前記回転工具による前記検知ピンへの接触後に、検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第2接触位置記憶手段と、
前記工具接触位置記憶手段に記憶された接触位置と前記第2接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記回転工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第2相対距離演算手段と、
前記第2相対距離演算手段により演算された相対距離と前記タッチセンサ距離演算手段より演算された前記工具軸線からタッチセンサ先端までの距離に基づいて前記回転工具の径を演算する回転工具径演算手段と、
前記回転工具径演算手段により演算された回転工具の径に基づいてツルーイング工具を回転工具の端面に所定量切り込んでツルーイングを行う工具修正手段を備えたことを特徴とする加工装置。 A tool table on which a rotating tool is rotatably supported around the tool axis;
A table for holding the workpiece;
In a processing apparatus for processing a workpiece by moving the tool table and the table relative to each other in the X-axis direction with reference to the position of the outer peripheral surface of the rotary tool,
A reference tool that is supported coaxially with the rotation axis of the rotary tool and has a known diameter in advance;
A touch sensor extending toward the table on the tool table;
A detection pin fixed to the table so as to be able to contact the touch sensor;
Reference tool contact position storage means for storing a contact position of the reference tool to the detection pin;
A first contact position storage means for detecting contact of the end face of the detection pin with a touch sensor after the contact with the detection pin by the reference tool, and storing the contact position;
Based on the contact position stored in the reference tool contact position storage unit and the contact position stored in the first contact position storage unit, a relative distance between the outer peripheral surface of the reference tool and the tip of the touch sensor is calculated. 1 relative distance calculation means;
Touch sensor distance calculation means for calculating a distance from the tool axis to the tip of the touch sensor from the relative distance calculated by the first relative distance calculation means and the diameter of the reference tool;
Tool contact position storage means for storing a contact position of the rotary tool to the detection pin;
A second contact position storage means for detecting contact of the end face of the detection pin with a touch sensor after the contact with the detection pin by the rotary tool, and storing the contact position;
A second calculating the relative distance between the outer peripheral surface of the rotary tool and the tip of the touch sensor based on the contact position stored in the tool contact position storage means and the contact position stored in the second contact position storage means; A relative distance calculation means;
Rotating tool diameter calculating means for calculating the diameter of the rotating tool based on the relative distance calculated by the second relative distance calculating means and the distance from the tool axis to the tip of the touch sensor calculated by the touch sensor distance calculating means. When,
Processing apparatus characterized by comprising a tool correction means for performing truing by cutting a predetermined amount of tool Ruingu tool on the end face of the rotary tool on the basis of the diameter of the rotary tool computed by the rotary tool diameter calculation means.
工作物を保持するテーブルと、
前記回転工具の外周面を基準にして前記工具台とテーブルとを互いに離接するX軸方向及び該X軸方向と直交するZ軸方向に相対移動させ、前記回転工具によって工作物を加工する加工装置において、
前記回転工具の回転軸線と同軸に軸承され予め径が既知の基準工具と、
前記テーブルに固定されX軸及びZ軸に沿って延びるX軸検知ピン及びZ軸検知ピンと、
前記回転工具の中心から前記基準工具又は回転工具の側面までの距離を記憶した側面距離記憶手段と、
前記基準工具の外周面による前記X軸検知ピンへの接触位置を記憶するX軸接触位置記憶手段と、
前記基準工具又は回転工具の側面による前記Z軸検知ピンへの接触位置を記憶するZ軸接触位置記憶手段と、
前記基準工具の径、前記側面距離記憶手段に記憶された前記回転工具の中心から前記基準工具又は回転工具の側面までの距離、及び前記X軸検知ピン並びにZ軸検知ピンへの切込み位置に基づいて前記回転工具の中心の補正座標を演算する座標補正手段と、
前記基準工具による前記X軸検知ピンへの接触後に、X軸検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第1接触位置記憶手段と、
前記X軸接触位置記憶手段に記憶されたX軸接触位置と前記第1接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記基準工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第1相対距離演算手段と、
前記第1相対距離演算手段により演算された相対距離と前記基準工具の径とから前記工具中心からタッチセンサ先端までの距離を演算するタッチセンサ距離演算手段と、
前記座標補正手段による前記回転工具の中心の補正座標を基準にして前記X軸検知ピンへ接触を行う切込み実行手段と、
前記切込み実行手段による前記X軸検知ピンへの接触位置を記憶する工具接触位置記憶手段と、
前記回転工具による前記X軸検知ピンへの接触後に、X軸検知ピン端面をタッチセンサにて接触検知し、接触位置を記憶する第2接触位置記憶手段と、
前記工具接触位置記憶手段に記憶された接触位置と前記第2接触位置記憶手段に記憶された接触位置とに基づき、前記回転工具の外周面とタッチセンサの先端との相対距離を演算する第2相対距離演算手段と、
前記第2相対距離演算手段により演算された相対距離と前記タッチセンサ距離演算手段より演算された前記工具中心からタッチセンサ先端までの距離に基づいて前記回転工具の球面径を演算する回転工具球面径演算手段と、
前記座標補正手段により演算された前記回転工具の工具中心及び前記回転工具球面径演算手段により演算された球面径に基づいて前記回転工具のツルーイングを行う球面ツルーイング手段と、
を備えたことを特徴とする加工装置。 A tool base that rotatably supports a rotary tool having a spherical blade surface with a predetermined diameter from the tool center of the rotary tool on the outer peripheral surface;
A table for holding the workpiece;
A processing apparatus for processing a workpiece with the rotary tool by moving the tool table and the table relative to each other in the X-axis direction and the Z-axis direction orthogonal to the X-axis direction with respect to the outer peripheral surface of the rotary tool. In
A reference tool that is supported coaxially with the rotation axis of the rotary tool and has a known diameter in advance;
And X-axis sensing pins and Z-axis sensing pins extending along a fixed X-axis and the Z-axis on the table,
Side distance storage means for storing the distance from the center of the rotary tool to the side of the reference tool or rotary tool;
X-axis contact position storage means for storing a contact position to the X-axis detection pin by the outer peripheral surface of the reference tool;
Z-axis contact position storage means for storing a contact position to the Z-axis detection pin by the side surface of the reference tool or the rotary tool;
Based on the diameter of the reference tool, the distance from the center of the rotary tool stored in the side surface distance storage means to the side surface of the reference tool or the rotary tool, and the cutting position to the X-axis detection pin and the Z-axis detection pin Coordinate correcting means for calculating the correction coordinates of the center of the rotary tool,
A first contact position storage means for detecting contact of the end surface of the X-axis detection pin with a touch sensor after the contact with the X-axis detection pin by the reference tool, and storing the contact position;
Based on the X-axis contact position stored in the X-axis contact position storage means and the contact position stored in the first contact position storage means, the relative distance between the outer peripheral surface of the reference tool and the tip of the touch sensor is calculated. First relative distance calculating means for
Touch sensor distance calculation means for calculating the distance from the tool center to the tip of the touch sensor from the relative distance calculated by the first relative distance calculation means and the diameter of the reference tool;
Incision execution means for making contact with the X-axis detection pin with reference to the correction coordinates of the center of the rotary tool by the coordinate correction means;
Tool contact position storage means for storing a contact position to the X-axis detection pin by the cutting execution means;
A second contact position storage means for detecting contact of the end surface of the X-axis detection pin with a touch sensor after the contact with the X-axis detection pin by the rotary tool, and storing the contact position;
A second calculating the relative distance between the outer peripheral surface of the rotary tool and the tip of the touch sensor based on the contact position stored in the tool contact position storage means and the contact position stored in the second contact position storage means; A relative distance calculation means;
A rotating tool spherical diameter for calculating the spherical diameter of the rotating tool based on the relative distance calculated by the second relative distance calculating means and the distance from the tool center to the tip of the touch sensor calculated by the touch sensor distance calculating means. Computing means;
Spherical truing means for truing the rotary tool based on the tool center of the rotary tool calculated by the coordinate correction means and the spherical diameter calculated by the rotary tool spherical diameter calculation means;
A processing apparatus comprising:
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