JP4324264B2 - ツールプリセッタ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の刃物台と、各刃物台を移動させる駆動手段と、各刃物台の位置を検出する位置検出手段とを備えたNC旋盤に付設され、前記各刃物台に装着された工具の補正量を算出するツールプリセッタに関する。
【0002】
【従来の技術】
NC旋盤は、工具の移動軌跡などを指令した加工プログラムに基づき、数値制御を行いながら工具刃先を移動させることにより、ワークを加工することができるようになっている。そして、複数の工具を用いる場合には、工具をNC旋盤に装着した際の刃先位置が各工具によって異なるため、それぞれの刃先位置が加工座標系において同一となるような工具補正量を算出して、この工具補正量を基にして工具の刃先位置を補正し、その上で当該工具を移動させるようにしている。
【0003】
この工具補正量を算出する手段の1つとして、従来からツールプリセッタが使用されている。その概略構成を図2に示す。同図に示すように、このツールプリセッタ50は、主軸台91,主軸92,チャック93,刃物台94などを備えたNC旋盤90に付設されている。尚、主軸台91の前端面には、加工領域を仕切るカバー95が設けられており、刃物台94には、工具96が装着されている。また、刃物台94は、サーボモータやボールねじ等の駆動手段(図示せず)により駆動され、ロータリエンコーダ等の位置検出手段(図示せず)によりその位置が検出されるようになっている。
【0004】
前記ツールプリセッタ50は、前記工具96の刃先を検知するセンサ51と、センサ51を支持するアーム60と、主軸台91に固定され、アーム60を着脱自在に支持する基台70と、前記駆動手段(図示せず)の作動を制御する刃物台駆動制御部54と、前記位置検出手段(図示せず)からの入力信号に基づいて、刃物台94の位置座標を算出する刃物台位置座標算出部55と、前記センサ51及び刃物台位置座標算出部55からの入力信号に基づいて、工具96の補正量を算出する工具補正量算出部56とから構成されている。
【0005】
前記センサ51は、刃物台94の駆動軸であるX軸,Z軸の正方向及び負方向をそれぞれ向くように配設された4つの接触面を有する立方体状の接触子を備えており、工具96の形状に応じてその刃先をX軸,Z軸の正方向及び負方向からそれぞれ該当する前記接触面に接触させることにより、検知信号が出力されるようになっている。
【0006】
前記アーム60は、クランク状の部材からなるもので、基部側に基台70と係合する取付部61を備えており、この基部側と反対側の端部には前記センサ51が取り付けられている。
【0007】
前記取付部61は、図3に示すように、略円柱状をした部材からなり、基部側の端面に嵌合孔62が形成され、この嵌合孔62の底面には位置決め用のコロ65が円周上に3箇所設けられるとともに、センサ51の検知信号を出力する出力端子64が設けられている。また、嵌合孔62の底面中心には、後述するクランプレバー72によって引き込まれる軸63が形成されている。
【0008】
前記基台70は、図3に示すように、略円柱状をした部材からなるベース本体71と、アーム60をベース本体71に固定するクランプレバー72とを備えている。前記ベース本体71の先端面には、前記嵌合孔62に嵌合する嵌合突部73が設けられ、さらに嵌合突部73の先端面には、前記位置決め用のコロ65に対応する2個1対の位置決め用の球76が円周上に3箇所設けられるとともに、出力端子64に対応する入力端子74が設けられている。また、ベース本体71及び嵌合突部73の中心には、前記軸63が嵌挿される挿入孔75が形成されている。
【0009】
前記クランプレバー72は、ベース本体71に設けられており、軸63を挿入孔75に嵌挿した後、矢示方向に2点鎖線で示す位置まで回転させることにより、図示しない挟持手段で軸63を挟持し、アーム60をベース本体71に固定するようになっている。
【0010】
前記工具補正量算出部56には、図2に示すように、刃物台位置座標算出部55から刃物台94の位置座標データが随時入力されるとともに、工具96の刃先がセンサ51に接触した時には、センサ51から検知信号が入力されるようになっている。
【0011】
而して、このツールプリセッタ50によれば、次のようにして工具96の補正量を算出することができる。まず、アーム60側の位置決め用のコロ65,出力端子64及び軸63を、それぞれ基台70側の位置決め用の球76,入力端子74及び挿入孔75に係合させて、アーム70を位置決めした後、クランプレバー72を操作して、アーム60を基台70に固定する。これにより、アーム60の基部が円周方向及び軸方向に位置決めされ、工具96の刃先と接触可能な位置に、センサ51が配設される。
【0012】
次に、刃物台駆動制御部54により刃物台94を移動させて、工具96の刃先をセンサ51に接触させると、センサ51から刃物台駆動制御部54及び工具補正量算出部56に検知信号が入力される。上述したように、工具補正量算出部56には、刃物台位置座標算出部55から刃物台94の位置座標データが随時入力されており、前記検知信号を受けて工具補正量算出部56は、当該検知信号が入力された時の前記位置座標データを抽出し、この位置座標データに基づいて工具96の補正量を算出する。尚、刃物台駆動制御部54は、前記検知信号の入力を受けて、刃物台94を停止させる。
【0013】
以上のように、このツールプリセッタ50によれば、工具96の刃先をセンサ51に接触させることにより、工具刃先を精度良く検出して、工具96の補正量を正確に算出することができるようになっている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ワークの加工効率を向上させるべく、主軸92の中心軸の両側に刃物台をそれぞれ設け、ワークを両側から加工することができるように構成されたNC旋盤が知られている。このような複数の刃物台を備えたNC旋盤においては、上述した従来のツールプリセッタ50を各刃物台に個別に対応させて複数設けることにより、それぞれのツールプリセッタ50によって、上述した方法で工具補正量を算出することができる。
【0015】
しかし、このようにツールプリセッタを各刃物台毎に個別に設ける場合には、センサ51やアーム60等の高価な部品を刃物台の数だけ用意しなければならず、ツールプリセッタのコストが高くなるという問題があった。
【0016】
また、刃物台に装着された工具の長さが長いと、この刃物台に対応したセンサ51以外のセンサ51に対してもその工具刃先を接触させることができるため、操作ミスにより本来のものと異なるセンサ51に工具刃先を接触させることが起こり得、そのために、算出された工具補正量が実際のものとは異なったものとなるという問題があった。
【0017】
本発明は以上のような問題を解決すべくなされたものであって、複数の刃物台を備えたNC旋盤において、廉価な構成により、各刃物台に装着された工具の補正量を正確に算出することができるツールプリセッタの提供を目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記課題を解決するための本発明は、
複数の刃物台と、該各刃物台を移動させる駆動手段と、前記各刃物台の位置を検出する位置検出手段とを備えたNC旋盤に付設され、前記各刃物台に装着された工具の補正量を算出するツールプリセッタであって、
前記工具の刃先と接触して検知信号を出力する1つの検知手段と、
前記NC旋盤の主軸台に配設され、前記各刃物台に装着された前記各工具の刃先と前記検知手段が接触可能に、該検知手段を支持する1つの支持手段と、
前記駆動手段に駆動出力信号を出力してその作動を制御する駆動制御手段と、
前記駆動制御手段から前記駆動手段に出力される駆動出力信号を受信し、受信した駆動出力信号を基に、前記複数の刃物台のうち、前記駆動手段によって駆動される刃物台を判別する駆動刃物台判別手段と、
前記位置検出手段からの入力信号に基づいて、前記各刃物台の位置座標を算出する位置座標算出手段と、
前記検知手段から出力される検知信号、前記駆動刃物台判別手段から出力される判別信号及び前記位置座標算出手段から出力される座標位置データをそれぞれ入力し、入力された前記駆動刃物台判別手段からの判別信号に対応した刃物台について、前記検知手段から検知信号が入力されたときの、前記位置座標算出手段から入力された座標位置データを基に、前記工具の補正量を算出する工具補正量算出手段とを備えたツールプリセッタに係る。
【0019】
この発明によれば、まず、支持手段により検知手段を支持し、各刃物台に装着された各工具の刃先と接触可能に検知手段を配設する。次に、各刃物台のうちの所望のものを駆動制御手段により移動させると、この駆動される刃物台(駆動刃物台)が駆動刃物台判別手段によって判別され、駆動刃物台判別手段から工具補正量算出手段に判別信号が入力される。そして、駆動刃物台に装着された工具の刃先が検知手段に接触すると、検知手段から工具補正量算出手段に検知信号が入力される。工具補正量算出手段には、位置座標算出手段から各刃物台の位置座標データが随時入力されており、駆動刃物台判別手段からの判別信号及び検知手段からの検知信号が入力されると、工具補正量算出手段は駆動刃物台についての工具刃先検知時の位置座標データを抽出し、この位置座標データに基づいて工具補正量を算出する。
【0020】
同様にして、駆動刃物台に装着されたその他の工具についても工具補正量を算出した後、駆動刃物台を検知手段から遠ざけて、次の刃物台に装着された工具の刃先を検知手段に接触させる。こうして、他の刃物台に装着された工具についても、上述した方法と同様にその補正量を算出する。
【0021】
このように、本発明によれば、検知手段が、各刃物台に装着された各工具の刃先と接触可能に配設されるので、検知手段及びこれを支持する支持手段をそれぞれ1つずつ設けるだけで、各刃物台に装着された各工具の刃先を検出して、工具補正量を算出することができる。したがって、検知手段及び支持手段を刃物台毎に個別に設ける必要が無く、廉価なものにすることができる。
【0022】
また、駆動されている刃物台を駆動刃物台判別手段により判別し、判別された刃物台について工具補正量を算出するようにしているので、作業者が任意の刃物台を駆動してプリセット作業を行っても、確実に該当する工具についての工具補正量を算出することができる。
【0023】
また、検知手段を配設した後は、駆動刃物台を切り換えるだけで、各刃物台に装着された各工具の補正量を算出することができるので、刃物台毎に検知手段の位置を変える必要が無く、工具補正量を迅速に算出することができる。
【0024】
尚、前記支持手段は、ロッドを備えたシリンダから構成され、前記シリンダは、そのロッド先端に前記検知手段が取り付けられ、このロッドを伸長させることにより前記検知手段を所定位置に配設するように構成されていても良い。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態について添付図面に基づき説明する。図1は、NC旋盤80に付設された本実施形態に係るツールプリセッタを、一部ブロック図で示す概略平面図である。尚、同図に示すNC旋盤80は、上述した従来のNC旋盤90における刃物台94に代えて、主軸92の中心軸を挟んでその両側にそれぞれ配設された第1刃物台94a及び第2刃物台94bを備えてなるものであり、各刃物台94a,94bには、それぞれ工具96a,96bが装着されている。また、各刃物台94a,94bは、ボールねじやサーボモータ等の駆動手段(図示せず)によって、X軸方向及びZ軸方向にそれぞれ駆動され、その位置はロータリエンコーダ等の位置検出手段(図示せず)により各駆動軸毎に検出されるようになっている。尚、このNC旋盤80のその他の構成については、上述した従来のNC旋盤90と同様である。
【0026】
図1に示すように、本実施形態に係るツールプリセッタ2は、検知手段としてのセンサ51と、このセンサ51を支持する支持部材としてのアーム60と、このアーム60を着脱自在に支持する1つの基台21と、前記駆動手段(図示せず)の作動をそれぞれ制御する第1及び第2刃物台駆動制御部31a,31bと、前記位置検出手段(図示せず)により検出された位置データから、各刃物台94a,94bの位置座標をそれぞれ算出する第1及び第2刃物台位置座標算出部32a,32bと、工具96a,96bの補正量を算出する工具補正量算出部33と、駆動刃物台判別部40とから構成されている。尚、基台20,センサ51及びアーム60は、上述した従来のツールプリセッタ50におけるものと同様であり、センサ51の検知信号は、工具補正量算出部33及び各刃物台駆動制御部31a,31bに入力されるようになっている。
【0027】
前記基台20は、主軸台91に取り付けられており、各刃物台94a,94bに装着された各工具96a,96bのそれぞれの刃先と接触可能にセンサ51が配設されるように、アーム60を着脱自在に支持する。尚、この基台20及びアーム60により、センサ51を支持する支持手段が構成されている。
【0028】
各刃物台駆動制御部31a,31bの駆動出力信号は、駆動手段(図示せず)及び前記駆動刃物台判別部40に入力されるようになっており、駆動刃物台判別部40は、入力された前記駆動出力信号に基づいて、各刃物台94a,94bのうちどちらの刃物台が駆動されているかを判別し、この判別信号を工具補正量算出部33に出力するようになっている。尚、各刃物台駆動制御部31a,31bは、センサ51から検知信号が入力されると、それぞれ刃物台94a,94bの移動を停止させるように、駆動手段(図示せず)の作動を制御する。
【0029】
前記第1及び第2刃物台位置座標算出部32a,32bは、前記位置検出手段(図示せず)から入力された検出信号に基づいて、刃物台94a,94bのX軸及びZ軸についての位置座標を算出する。
【0030】
前記工具補正量算出部33には、各刃物台位置座標算出部32a,32bから各刃物台94a,94bのX軸及びZ軸に関する位置座標データが随時入力されるとともに、駆動刃物台判別部40からの判別信号及びセンサ51からの検知信号が入力されるようになっており、この工具補正量算出部33は、これらの入力信号に基づいて、各刃物台94a,94bに装着された各工具96a,96bの補正量を算出する。
【0031】
以上の構成を備えたツールプリセッタ2によれば、次のようにして工具の補正量を算出することができる。まず、センサ51を具備するアーム60を基台20に装着すると、各刃物台94a,94bに装着された各工具96a,96bの刃先と接触可能に、センサ51が配設される。次に、測定しようとする工具96a,96bが装着された刃物台94a,94bを移動させる。例えば、第1刃物台駆動制御部31aにより第1刃物台94aを移動させると、この駆動出力信号が駆動刃物台判別部40に入力されて、この駆動刃物台判別部40により第1刃物台94aが駆動されていることが判別され、この判別信号が、工具補正量算出部33に入力される。
【0032】
そして、第1刃物台94aに装着された工具96aがセンサ51に接触すると、センサ51から第1刃物台駆動制御部31a及び工具補正量算出部33に検知信号が入力される。工具補正量算出部33には、上述したように、刃物台位置座標算出部32a,32bから各刃物台94a,94bの位置座標データが随時入力されており、この工具補正量算出部33は、駆動刃物台判別部40からの判別信号及びセンサ51からの検知信号に基づいて、判別された第1刃物台94aについての工具刃先検知時の位置座標データを抽出し、この位置座標データから工具補正量を算出する。尚、第1刃物台31aは、前記検知信号を受けて、刃物台94aを停止させるように駆動手段(図示せず)の作動を制御する。
【0033】
こうして、第1刃物台94aに装着された全ての工具96aについて工具補正量を算出する。ついで、第1刃物台94aをセンサ51から遠ざけた後、第2刃物台駆動制御部31bにより第2刃物台94bを移動させると、第2刃物台駆動制御部31bから駆動刃物台判別部40に駆動出力信号が入力され、この駆動刃物台判別部40により、第2刃物台94bが駆動されていることが判別される。そして、第2刃物台94bに装着された工具96bについても、上述した方法と同様にその補正量を算出する。
【0034】
このように、このツールプリセッタ2によれば、センサ51が、各刃物台94a,94bに装着された各工具96a,96bの刃先と接触可能に配設されるので、センサ51,アーム60及び基台20をそれぞれ1つずつ設けるだけで、各工具96a,96bの刃先を検出して、工具補正量を算出することができる。したがって、センサ51,アーム60及び基台20を各刃物台94a,94b毎に個別に設ける必要が無く、廉価なものにすることができる。
【0035】
また、駆動されている刃物台94a,94bを駆動刃物台判別部40により判別し、判別された刃物台94a,94bについて工具補正量を算出するようにしているので、作業者が任意の刃物台94a,94bを駆動してプリセット作業を行っても、確実に該当する工具96a,96bについての工具補正量を算出することができる。
【0036】
また、センサ51を配設した後は、駆動される刃物台94a,94bを切り換えるだけで、各刃物台94a,94bに装着された各工具96a,96bの補正量を算出することができるので、各刃物台94a,94b毎にセンサ51の位置を変える必要が無く、工具補正量を迅速に算出することができる。
【0037】
以上、本発明の具体的な実施形態について詳述したが、本実施形態の具体的な態様がこれに限定されるものでないことは言うまでもない。例えば、各刃物台駆動制御部31a,31bが、刃物台選択スイッチによる選択信号に基づいて、選択された刃物台94a,94bの駆動を制御するように構成されている場合には、駆動刃物台判別部40が、前記選択信号に基づいて、駆動される刃物台94a,94bがどちらであるかを判別するように構成しても良い。また、駆動刃物台判別部40が、前記位置検出手段(図示せず)からの検出信号に基づいて、駆動される刃物台94a,94bを判別するように構成することもできる。
【0038】
また、基台20とアーム60とから支持手段を構成しているが、これらの代わりにシリンダを設け、このシリンダを主軸台91等に固設するとともに、このシリンダのロッドの先端にセンサ51を取り付けて構成することも可能である。この場合、シリンダを駆動してロッドを伸張させることにより、センサ51を所定の位置に配設することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係るツールプリセッタを一部ブロック図で示す概略平面図である。
【図2】 従来のツールプリセッタを一部ブロック図で示す概略平面図である。
【図3】 アームの取付部及び基台を示す拡大平面図である。
【符号の説明】
2 ツールプリセッタ
20 基台
31a 第1刃物台駆動制御部
31b 第2刃物台駆動制御部
32a 第1刃物台位置座標算出部
32b 第2刃物台位置座標算出部
33 工具補正量算出部
40 駆動刃物台判別部
51 センサ
60 アーム
80 NC旋盤
94a 第1刃物台
94b 第2刃物台
96a 工具
96b 工具
Claims (2)
- 複数の刃物台と、該各刃物台を移動させる駆動手段と、前記各刃物台の位置を検出する位置検出手段とを備えたNC旋盤に付設され、前記各刃物台に装着された工具の補正量を算出するツールプリセッタであって、
前記工具の刃先と接触して検知信号を出力する1つの検知手段と、
前記NC旋盤の主軸台に配設され、前記各刃物台に装着された前記各工具の刃先と前記検知手段が接触可能に、該検知手段を支持する1つの支持手段と、
前記駆動手段に駆動出力信号を出力してその作動を制御する駆動制御手段と、
前記駆動制御手段から前記駆動手段に出力される駆動出力信号を受信し、受信した駆動出力信号を基に、前記複数の刃物台のうち、前記駆動手段によって駆動される刃物台を判別する駆動刃物台判別手段と、
前記位置検出手段からの入力信号に基づいて、前記各刃物台の位置座標を算出する位置座標算出手段と、
前記検知手段から出力される検知信号、前記駆動刃物台判別手段から出力される判別信号及び前記位置座標算出手段から出力される座標位置データをそれぞれ入力し、入力された前記駆動刃物台判別手段からの判別信号に対応した刃物台について、前記検知手段から検知信号が入力されたときの、前記位置座標算出手段から入力された座標位置データを基に、前記工具の補正量を算出する工具補正量算出手段とを備えてなるツールプリセッタ。 - 前記支持手段は、ロッドを備えたシリンダから構成され、
前記シリンダは、そのロッド先端に前記検知手段が取り付けられ、このロッドを伸長させることにより前記検知手段を所定位置に配設するように構成されてなることを特徴とする請求項1記載のツールプリセッタ。
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