JP5475631B2 - Tool edge alignment method - Google Patents

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Description

本発明は、各種の切削工具を用いてワークを加工する主軸台移動型の自動旋盤や主軸固定型の自動旋盤などの工作機に適用できる工具セッターを用いた工具の刃先位置合わせ方法に関する。 The present invention relates to a cutting method of aligning the tool with the tool setter over that can be applied to machine tool, such as a headstock mobile automatic lathes and spindle fixed automatic lathe of machining a workpiece using various cutting tools.

例えば、時計用部品や光学機器用部品、計測器用部品などの小径ものなどを精密に加工する自動旋盤として、主軸台移動型自動旋盤(スイス形自動旋盤ともいう)が知られている。
この種の自動旋盤は、棒状のワークをコレットチャックで把持して回転する主軸と、主軸を回転可能に支承する主軸台と、ワークを切削加工する複数の工具を有する刃物台と、主軸台を主軸の軸線方向に移動させる駆動装置と、刃物台に設けられコレットチャックの先端から押出されたワークを工具と対向する加工位置の近傍で支持するガイドブッシュとを備える構成になっている(例えば特許文献1参照)。
For example, a spindle-moving automatic lathe (also referred to as a Swiss-type automatic lathe) is known as an automatic lathe for precisely machining small-diameter parts such as parts for watches, parts for optical instruments, and parts for measuring instruments.
This type of automatic lathe includes a spindle that grips and rotates a rod-shaped workpiece with a collet chuck, a spindle stock that rotatably supports the spindle, a tool post that has a plurality of tools for machining the workpiece, and a spindle stock. A driving device that moves in the axial direction of the main shaft and a guide bush that is provided on the tool post and supports a workpiece pushed out from the tip of the collet chuck near the machining position facing the tool (for example, a patent) Reference 1).

このような自動旋盤においては、各工具が棒状ワークの半径方向に接近、切り込み、後退の運動を行い、同時に主軸を回転しながらワークをコレットチャックで把持したまま、軸方向に摺動し送りを与えることにより、ワークから所定形状の製品を切削加工することができる。また、この種の自動旋盤に使用されるワークは、その切削位置近傍で常にガイドブッシュにより支持されているため、切削力によって棒状のワークに撓みを生じさせることがなく、精密な切削加工が可能になる。   In such an automatic lathe, each tool moves toward, cuts, and retracts in the radial direction of the rod-shaped workpiece, and at the same time, while rotating the spindle, while holding the workpiece with the collet chuck, it slides in the axial direction and feeds. By giving, a product of a predetermined shape can be cut from the workpiece. In addition, since the workpiece used in this type of automatic lathe is always supported by the guide bush in the vicinity of the cutting position, the cutting force does not cause bending of the rod-shaped workpiece, and precise cutting is possible. become.

一方、主軸移動型の自動旋盤においても、マシニングセンタなどに適用される工具と同様にプリセット工具が使用される。このプリセット工具は、ワーク切削用の工具を保持する工具ホルダーを備え、この工具ホルダーを介して工具を刃物台に設置するように構成されている。さらに、工具ホルダーには、主軸の軸線と該軸線と直交する工具切り込み方向の軸線との交点である基準点に工具の刃先を位置合わせするための調整機構が設けられている(例えば特許文献2、3参照)。   On the other hand, in a spindle movement type automatic lathe, a preset tool is used in the same manner as a tool applied to a machining center or the like. This preset tool includes a tool holder for holding a tool for cutting a workpiece, and is configured to install the tool on the tool post via the tool holder. Further, the tool holder is provided with an adjustment mechanism for aligning the cutting edge of the tool with a reference point that is the intersection of the axis of the main axis and the axis of the tool cutting direction orthogonal to the axis (for example, Patent Document 2). 3).

上記のような工具セッター方式は、工具が保持された工具ホルダーを工具室に設置されているツールプリセッターにセットし、内蔵の調整機構を操作することにより、工具の刃先を基準点に位置合わせする。位置合わせされた後のプリセット工具はツールプリセッターから取り外され、主軸台移動型自動旋盤の刃物台に取り付けられる。   The tool setter method as described above sets the tool edge to the reference point by setting the tool holder holding the tool on the tool presetter installed in the tool room and operating the built-in adjustment mechanism. To do. After the alignment, the preset tool is removed from the tool presetter and attached to the tool rest of the spindle head moving automatic lathe.

特開平9−38802号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-38802 特開2000−107915号公報JP 2000-107915 A 特開2003−165008号公報JP 2003-165008 A

しかしながら、上記のような従来の工具セッター方式では、工具室においてツールプリセッターにより工具の刃先を基準点に位置合わせした後のプリセット工具を主軸台移動型自動旋盤の刃物台に取り付ける方式であるため、工具室での工具刃先の位置合わせが高精度になされたものであっても、このプリセット工具を刃物台に取り付けた時に生じる取り付け誤差が工具刃先の位置合わせ精度に悪影響を及ぼし、ひいてはワークの切削加工精度にも悪影響を及ぼすという問題がある。   However, the conventional tool setter method as described above is a method in which the preset tool after the tool edge is aligned with the reference point by the tool presetter in the tool room is attached to the tool rest of the spindle head moving automatic lathe. Even if the tool blade is positioned with high accuracy in the tool room, the mounting error that occurs when this preset tool is mounted on the tool rest will adversely affect the tool blade alignment accuracy, and as a result There is a problem that the cutting accuracy is also adversely affected.

また、工具の刃先の位置合わせに関しては、数値制御方式を用いる方法と、刃物台に設けられた調整機構を用いる方法のほかに、例えばタレット装着できるように用意された工具ホルダー類を用いる構成の刃先位置合わせには、顕微鏡あるいは投影機を用いた別置型のツールプリセッターが使用されている。
しかし、この種のツールプリセッターの場合、機種ごとに、固有の治具などが必要となり、その結果、機械工場現場に設置されている既存の旋盤系工作機械のツールセットには共用できないほか、工具の刃先位置合わせが煩雑になるという問題があった。
In addition to the method of using the numerical control method and the method of using the adjustment mechanism provided on the tool post, for example, tool holders prepared so that a turret can be mounted are used for the alignment of the tool edge. A separate tool presetter using a microscope or a projector is used for edge position alignment.
However, in the case of this type of tool presetter, a unique jig is required for each model, and as a result, it cannot be shared with the tool set of existing lathe machine tools installed at the machine shop site. There has been a problem that the alignment of the cutting edge of the tool becomes complicated.

本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、既存の旋盤系工作機械のツールセットにも共用でき、工具の刃先位置合わせを容易にした工具セッターを用いた工具の刃先位置合わせ方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems as described above, can also be shared existing lathe system machine tool set, edge alignment method of a tool with a tool setter over which facilitates the cutting edge alignment of the tool The purpose is to provide.

上記課題を解決するために本発明は、工具の刃先位置合わせ方法であって、工作機械の主軸のワーク支持用のチャックに、撮像カメラが支持されたホルダーを着脱可能に把持させ、前記工作機械の工具の刃先を前記撮像カメラで撮像し、前記撮像された刃先画像をモニタに表示し、前記ホルダーを回転させながら前記工具を動かし、前記工具の刃先の位置合わせを行なうようにしたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is a method for aligning a blade edge of a tool, wherein a chuck for supporting a workpiece of a spindle of a machine tool is detachably gripped by a holder that supports an imaging camera, and the machine tool The cutting edge of the tool is imaged by the imaging camera, the captured blade edge image is displayed on a monitor, the tool is moved while rotating the holder, and the cutting edge of the tool is aligned. And

本発明によれば、既存の旋盤系工作機械のツールセットにも共用できるとともに、工具の刃先位置合わせを容易に行うことができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to share also with the tool set of the existing lathe-type machine tool, the blade edge position alignment of a tool can be performed easily.

本発明にかかる工具セッターが適用される主軸台移動型自動旋盤の概略側面図である。It is a schematic side view of a head stock moving type automatic lathe to which a tool setter according to the present invention is applied. 本発明の工具セッターを主軸台移動型自動旋盤の主軸に取り付けた状態を示す説明用の拡大断面図である。It is an expanded sectional view for explanation which shows the state where the tool setter of the present invention was attached to the main spindle of a head stock movement type automatic lathe. 本発明の工具セッターを用いて工具の刃先の位置合わせを行う場合の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing in the case of aligning the blade edge | tip of a tool using the tool setter of this invention. 本発明の工具センターを構成する撮像カメラ及びその支持用ホルダーの側面図である。It is a side view of the imaging camera which comprises the tool center of this invention, and its support holder. 本発明の工具セッターを用いて工具の刃先画像をモニタに表示した時の説明図である。It is explanatory drawing when the blade edge | tip image of a tool is displayed on the monitor using the tool setter of this invention. 本発明の工具セッターを用いてモニタに表示された工具の刃先画像を見ながら工具の刃先をX−Y座標の基準点に位置合わせする時の説明図である。It is explanatory drawing when aligning the blade edge of a tool with the reference point of an XY coordinate, seeing the blade edge image of the tool displayed on the monitor using the tool setter of this invention. 主軸台移動型自動旋盤において、主軸のコレットチャックで把持され、ガイドブッシュで支持された棒状ワークを切削加工する時の要部の拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part when a rod-shaped workpiece held by a spindle collet chuck and supported by a guide bush is cut in a spindle head moving automatic lathe.

(実施の形態1)
以下、本発明にかかる工具セッターを有する主軸台移動型自動旋盤の実施の形態について図1乃至図7を参照して説明する。
本発明の工具セッターが適用される主軸台移動型自動旋盤は、図1に示すように、主軸台12、主軸14、コレットチャック16、ガイドブッシュ18、刃物台20及び切削工具22を含んで構成される。
(Embodiment 1)
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a head stock moving type automatic lathe having a tool setter according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
A spindle stock movement type automatic lathe to which the tool setter of the present invention is applied includes a spindle stock 12, a spindle 14, a collet chuck 16, a guide bush 18, a tool post 20, and a cutting tool 22, as shown in FIG. Is done.

主軸台12は、主軸14を主軸14の軸線14a(Z軸)廻りに回転可能に支承するもので、ベッド24上に水平に設置されたテーブル26上に案内部2602を介して主軸14の軸線と平行な方向に移動可能に設置されている。また、この主軸台12は、周知のようにベッド24に設置されたサーボモータ28と、ベッド24に設置されサーボモータ28により回転駆動されるボールネジ及び主軸台12に取り付けられボールネジと螺合するナット(何れも図示せず)などからなる駆動機構によってZ軸方向に移動できるように構成されている。
主軸台12に支承された主軸14は、その軸心に棒状素材であるワークW(図1、図2及び図7参照)が挿通される挿通孔1402を有し、この挿通孔1402は主軸14の全長に延在して形成されている。
The headstock 12 supports the main shaft 14 so as to be rotatable about an axis 14 a (Z axis) of the main shaft 14. The main shaft 14 has an axis of the main shaft 14 via a guide portion 2602 on a table 26 installed horizontally on the bed 24. It is installed so that it can move in a parallel direction. As is well known, the headstock 12 includes a servomotor 28 installed on the bed 24, a ball screw installed on the bed 24 and driven to rotate by the servomotor 28, and a nut attached to the headstock 12 and screwed with the ballscrew. It is configured so that it can be moved in the Z-axis direction by a driving mechanism (not shown) or the like.
The main shaft 14 supported by the head stock 12 has an insertion hole 1402 through which a workpiece W (see FIGS. 1, 2 and 7), which is a rod-shaped material, is inserted. The insertion hole 1402 is the main shaft 14. It is formed to extend over the entire length.

コレットチャック16は、挿通孔1402に挿通されたワークWを把持するもので、主軸14の前端部に装着されている。このコレットチャック16は、図2に示すように、ワークWを開閉可能に把持するコレット1602と、図示しないチャック開閉機構により主軸軸線14aの方向に往復移動することでコレット1602を開閉してワークWを把持するチャックスリーブ1604等を含んで構成される。また、コレットチャック16は、切削工具22の刃先の位置合わせを行う時に使用される、後述の撮像カメラ30の把持にも利用される。   The collet chuck 16 holds the workpiece W inserted through the insertion hole 1402 and is attached to the front end portion of the main shaft 14. 2, the collet chuck 16 opens and closes the collet 1602 by reciprocating in the direction of the spindle axis 14a by a chuck opening / closing mechanism (not shown). It includes a chuck sleeve 1604 and the like for gripping. The collet chuck 16 is also used for gripping an imaging camera 30 described later, which is used when aligning the cutting edge of the cutting tool 22.

ガイドブッシュ18は、図1、図2及び図7に示すように、主軸14の先端前方で、主軸14の軸線14aに軸線を一致して配設され、コレットチャック16の先端から突出されたワークWを切削工具22による加工位置の近傍で支持するもので、ワークWの回転及び主軸軸線14a方向(Z軸方向)の移動を妨げることなく、しかも切削抵抗によるワークWの撓みを抑えるようにワークWが挿通支持されるガイド孔1802を有している。
このようなガイドブッシュ18は、主軸14の先端前方でベッド24上に設置されたガイドブッシュホルダ1804にガイドブッシュスリーブ1806を介して取り付けられている。ガイドブッシュ18のガイドブッシュスリーブ1804への取り付けは、ガイドブッシュ18の後端部外周に形成された雄ねじ部1808に固定ナット1810を螺合して締め付けることで行われる。
As shown in FIGS. 1, 2, and 7, the guide bush 18 is disposed in front of the front end of the main shaft 14 so that the axis line coincides with the axis 14 a of the main shaft 14 and protrudes from the front end of the collet chuck 16. W is supported in the vicinity of the machining position by the cutting tool 22, and the workpiece W is not disturbed by the rotation of the workpiece W and the movement in the direction of the spindle axis 14a (Z-axis direction), and the workpiece W is prevented from being bent due to cutting resistance. It has a guide hole 1802 through which W is inserted and supported.
Such a guide bush 18 is attached to a guide bush holder 1804 installed on the bed 24 in front of the front end of the main shaft 14 via a guide bush sleeve 1806. The guide bush 18 is attached to the guide bush sleeve 1804 by screwing and fastening a fixing nut 1810 to a male screw portion 1808 formed on the outer periphery of the rear end portion of the guide bush 18.

ワークWを切削加工する切削工具22は、図1、図2及び図7に示すように、刃物台20に工具ホルダー2202を介して取り付けられている。また、刃物台20は、ベッド24上に設置された基台40に、軸線14a(Z軸方向)と直交するX方向に移動可能に支持されており、これにより、切削工具22は、図示しないサーボモータや送りねじなどからなる切り込み送り機構によって駆動され、図示しない数値制御部からの指令により切り込み送り機構を制御して、X方向に切り込み送りを与えることでワークWへの加工を行うようになっている。   The cutting tool 22 for cutting the workpiece W is attached to the tool post 20 via a tool holder 2202 as shown in FIGS. Further, the tool post 20 is supported by a base 40 installed on the bed 24 so as to be movable in the X direction orthogonal to the axis 14a (Z-axis direction), whereby the cutting tool 22 is not shown. It is driven by a cutting feed mechanism consisting of a servo motor, a feed screw, etc., and the workpiece W is processed by giving a cutting feed in the X direction by controlling the cutting feed mechanism according to a command from a numerical control unit (not shown). It has become.

また、刃物台20には、図3に示すように、切削工具22の刃先22aをZ軸と直交する基準点Oに位置合わせする刃先位置合わせ機構34が設けられている。この刃先位置合わせ機構34は、切削工具22を主軸軸線14a(Z軸方向)と直交する矢印X方向、及び矢印Xと直角でかつZ軸と直交する矢印Y方向に位置調整するものであり、切削工具22を工具ホルダー2202に固定する固定ねじ36を備えている。
なお、刃先位置合わせ機構34は上記構成のものに限らず、従来公知の技術を利用してもよいことは勿論である。
Further, as shown in FIG. 3, the tool rest 20 is provided with a blade edge alignment mechanism 34 for aligning the blade edge 22a of the cutting tool 22 with a reference point O orthogonal to the Z axis. The blade edge alignment mechanism 34 adjusts the position of the cutting tool 22 in the arrow X direction orthogonal to the main axis 14a (Z-axis direction), and in the arrow Y direction orthogonal to the arrow X and orthogonal to the Z-axis. A fixing screw 36 for fixing the cutting tool 22 to the tool holder 2202 is provided.
Needless to say, the blade edge alignment mechanism 34 is not limited to the above-described configuration, and a conventionally known technique may be used.

本実施の形態において、主軸台移動型自動旋盤に使用される工具セッターは、図2及び図4に示すように、撮像カメラ30と、モニタ38とを備える。
撮像カメラ30は、切削工具22の刃先22aをガイドブッシュ18のガイド孔1802を通して撮像するものであり、CCDまたはCMOSイメージセンサからなる撮像素子と、撮像素子に切削工具22の刃先画像を結像する光学レンズと、撮像素子から出力される撮像信号に基づいて刃先画像データを生成する画像処理部を含んで構成される。
このような撮像カメラ30は、コレットチャック16にホルダー32を介して着脱可能に把持される構成になっている。また、撮像カメラ30に接続された画像データ伝送用の信号ケーブル40はホルダー32の途中からホルダー32外に引き出され、その引き出し端はモニタ38に接続されている。
In the present embodiment, the tool setter used for the head stock moving type automatic lathe includes an imaging camera 30 and a monitor 38 as shown in FIGS.
The imaging camera 30 images the cutting edge 22a of the cutting tool 22 through the guide hole 1802 of the guide bush 18, and forms an image of a cutting edge of the cutting tool 22 on the imaging element including an CCD or a CMOS image sensor. An optical lens and an image processing unit that generates blade edge image data based on an imaging signal output from the imaging element are configured.
Such an imaging camera 30 is configured to be detachably held by the collet chuck 16 via a holder 32. The signal cable 40 for image data transmission connected to the imaging camera 30 is pulled out of the holder 32 from the middle of the holder 32, and the leading end is connected to the monitor 38.

また、図2に示すように、切削工具22の撮像カメラ30と反対の側には、刃先22aを含む切削工具22の先端部分を撮像カメラ30と反対の側から照明する照明ランプ42が配置されている。さらに、照明ランプ42と切削工具22との間には、発泡スチロースシートなどからなる半透明な光拡散シート44が配設されている。この光拡散シート44は、切削工具22の先端部分を撮像方向と反対の面から均一な明るさでライトアップし、撮像カメラ30に対する刃先22aの映像を正確に投影させるようにするものである。   As shown in FIG. 2, an illumination lamp 42 that illuminates the tip of the cutting tool 22 including the cutting edge 22 a from the side opposite to the imaging camera 30 is disposed on the side opposite to the imaging camera 30 of the cutting tool 22. ing. Further, a translucent light diffusion sheet 44 made of a foamed styrene sheet or the like is disposed between the illumination lamp 42 and the cutting tool 22. The light diffusing sheet 44 illuminates the tip portion of the cutting tool 22 with a uniform brightness from the surface opposite to the imaging direction, and accurately projects the image of the blade edge 22a on the imaging camera 30.

ホルダー32は、図2及び図4に示すように、コレットチャック16に着脱可能に把持される把持部3202と、把持部3202がコレットチャック16に把持された状態で、把持部3202からガイドブッシュ18に向けて延在する筒体3204とから構成されている。そして、撮像カメラ30は筒体3204の先端部にガイドブッシュ18のガイド孔1802に向けて装着され、ねじ46により筒体3204にねじ止めされている。これにより、撮像カメラ30は主軸軸線14aであるZ軸と同軸に支持される。   As shown in FIGS. 2 and 4, the holder 32 includes a gripping portion 3202 that is detachably gripped by the collet chuck 16, and the gripping portion 3202 that is gripped by the collet chuck 16, and the guide bush 18. It is comprised from the cylinder 3204 extended toward. The imaging camera 30 is attached to the distal end portion of the cylindrical body 3204 toward the guide hole 1802 of the guide bush 18 and is screwed to the cylindrical body 3204 with a screw 46. Thereby, the imaging camera 30 is supported coaxially with the Z-axis which is the main axis 14a.

モニタ38は、撮像カメラ30で撮像された切削工具22の刃先画像を拡大表示し、これに併せて刃先位置合わせ用のX−Y座標を表示するもので、液晶からなる表示部3802と、表示処理部3804と、座標生成部(特許請求の範囲に記載した座標生成手段に相当する)3806とを備える。
座標生成部3806は、主軸軸線14a(Z軸)と直交するX軸と、X軸と直角でかつZ軸と直交するY軸との交点を切削工具22の刃先位置合わせ用の基準点PとするX−Y座標を生成するものである。
The monitor 38 enlarges and displays the cutting edge image of the cutting tool 22 imaged by the imaging camera 30, and displays the XY coordinates for blade edge positioning in accordance with this, and includes a display unit 3802 made of liquid crystal, and a display. A processing unit 3804 and a coordinate generation unit (corresponding to coordinate generation means described in claims) 3806 are provided.
The coordinate generation unit 3806 determines the intersection of the X axis perpendicular to the main axis 14a (Z axis) and the Y axis perpendicular to the X axis and perpendicular to the Z axis as a reference point P for cutting edge alignment of the cutting tool 22. X-Y coordinates to be generated are generated.

表示処理部3802は、撮像カメラ30の上記画像処理部から信号ケーブル40を通して供給される刃先画像データを表示信号に変換して刃先画像52(図5、図6参照)を表示部3802に表示させ、併せて座標生成部3806から供給されるX−Y座標データを表示信号に変換し、基準点Pを有するX−Y座標50(図5、図6参照)を表示部3802に表示させるものである。ここで、X−Y座標50の基準点PはZ軸と一致させられるようになっている。   The display processing unit 3802 converts the blade edge image data supplied from the image processing unit of the imaging camera 30 through the signal cable 40 into a display signal, and causes the display unit 3802 to display the blade edge image 52 (see FIGS. 5 and 6). In addition, the XY coordinate data supplied from the coordinate generation unit 3806 is converted into a display signal, and the XY coordinate 50 (see FIGS. 5 and 6) having the reference point P is displayed on the display unit 3802. is there. Here, the reference point P of the XY coordinate 50 is made to coincide with the Z axis.

次に、本実施の形態の工具セッターを用いて切削工具22の刃先を位置合わせする方法の動作について説明する。
まず、図示省略の駆動機構により主軸台12を図2に示す位置から矢印Z1方向に後退させた状態において、撮像カメラ30を保持したホルダー32の把持部3202をコレットチャック16の先端側からコレットチャック16のコレット1602に差し込む。次いで、チャックスリーブ1604を図示省略のチャック開閉機構で閉方向に操作することにより把持部3202をチャッキングしてホルダー32を含む撮像カメラ30を主軸14に固定する。
Next, operation | movement of the method of aligning the blade edge | tip of the cutting tool 22 using the tool setter of this Embodiment is demonstrated.
First, in a state in which the headstock 12 is retracted in the direction of arrow Z1 from the position shown in FIG. 2 by a drive mechanism (not shown), the holding portion 3202 of the holder 32 holding the imaging camera 30 is moved from the tip side of the collet chuck 16 to the collet chuck. Insert into 16 collets 1602. Next, the grip sleeve 3202 is chucked by operating the chuck sleeve 1604 in the closing direction with a chuck opening / closing mechanism (not shown), and the imaging camera 30 including the holder 32 is fixed to the main shaft 14.

次に、ホルダー32の途中からホルダー32外に引き出された信号ケーブル40の引き出し端をモニタ38に接続する。その後、撮像カメラ30及びモニタ38に電源を投入して、これらを動作状態にする。また、主軸台12を駆動機構により図2の矢印Z2方向、すなわち撮像カメラ30をガイドブッシュ18のガイド孔1802に接近させて、撮像カメラ30の焦点が切削工具22の先端部分に合う位置に前進移動させ、ガイド孔1802を通して切削工具22の刃先を撮像できる状態にする。この方法により、切削工具22の先端部分のZ方向位置が同一でない場合にも、正しく焦点を合わせることが可能となる。さらに照明ランプ42を点灯して、刃先22aを含む切削工具22の先端部分を光拡散シート44の透過光で後方から均一にライトアップする。
次に、図示しない数値制御部から刃物台20の切り込み送り機構に刃先位置合わせ用の送り指令を与える。これにより、切削工具22の刃先22aがZ軸と一致すると予測される位置まで、刃物台20を軸線14a(Z軸方向)と直交するX方向に移動させる。
Next, the drawing end of the signal cable 40 drawn out of the holder 32 from the middle of the holder 32 is connected to the monitor 38. Thereafter, the imaging camera 30 and the monitor 38 are turned on to bring them into operation. Further, the head stock 12 is driven in the direction of the arrow Z2 in FIG. 2 by the drive mechanism, that is, the imaging camera 30 is moved closer to the guide hole 1802 of the guide bush 18 and the imaging camera 30 is advanced to the position where the focal point of the cutting tool 22 is aligned. The blade tip of the cutting tool 22 can be imaged through the guide hole 1802. With this method, even when the Z-direction position of the tip portion of the cutting tool 22 is not the same, it is possible to focus correctly. Further, the illumination lamp 42 is turned on, and the tip portion of the cutting tool 22 including the cutting edge 22a is uniformly lit up from behind by the light transmitted through the light diffusion sheet 44.
Next, a feed command for edge position alignment is given to the cutting feed mechanism of the tool rest 20 from a numerical control unit (not shown). Thereby, the tool post 20 is moved in the X direction orthogonal to the axis 14a (Z axis direction) to a position where the cutting edge 22a of the cutting tool 22 is predicted to coincide with the Z axis.

一方、座標生成部3806で生成されたX−Y座標データは表示処理部3802でアナログ信号に変換され、表示部3802に出力する。これにより、表示部3802には、図5に示すような基準点Pを有するX−Y座標50を表示される。
他方、ガイドブッシュ18のガイド孔1802を通して撮像カメラ30で撮像された切削工具22の刃先画像は、撮像カメラ30が内蔵する図示省略の画像処理部で画像処理され、刃先画像データとして信号ケーブル40を通し表示処理部3802に供給される。表示処理部3802では、刃先画像データを表示信号に変換して表示部3802に出力することにより、表示部3802に切削工具22の刃先画像52を拡大表示する。
On the other hand, the XY coordinate data generated by the coordinate generation unit 3806 is converted into an analog signal by the display processing unit 3802 and output to the display unit 3802. As a result, an XY coordinate 50 having a reference point P as shown in FIG.
On the other hand, the blade edge image of the cutting tool 22 imaged by the imaging camera 30 through the guide hole 1802 of the guide bush 18 is subjected to image processing by an image processing unit (not shown) built in the imaging camera 30, and the signal cable 40 is used as blade edge image data. It is supplied to the continuous display processing unit 3802. The display processing unit 3802 converts the cutting edge image data into a display signal and outputs the display signal to the display unit 3802 to enlarge and display the cutting edge image 52 of the cutting tool 22 on the display unit 3802.

次いで、撮像カメラ30を把持したまま主軸14を90度乃至180度程度、手動で回転する。これに伴い、撮像カメラ30で撮像された切削工具22の刃先画像52は基準点P(Z軸)を中心に回転される。ここで、切削工具22の刃先22aが基準点Pからずれている場合は、表示部3802上に仮想の円形状軌跡として表示される。この時の仮想軌跡の円半径がX−Y座標50の基準点Pからのずれを示しているので、座標生成部3806の保有している機能を用いて、X−Y座標50を基準点Pに合せ込む。
Z軸を中心に回転されることで、X−Y座標50の基準点Pが現れ、この基準点Pを含むX−Y座標50が表示部3802上に表示される。
Next, the spindle 14 is manually rotated by about 90 to 180 degrees while holding the imaging camera 30. Accordingly, the blade edge image 52 of the cutting tool 22 imaged by the imaging camera 30 is rotated around the reference point P (Z axis). Here, when the cutting edge 22a of the cutting tool 22 deviates from the reference point P, it is displayed on the display unit 3802 as a virtual circular locus. Since the circle radius of the virtual trajectory at this time indicates a deviation of the XY coordinate 50 from the reference point P, the XY coordinate 50 is used as the reference point P by using the function of the coordinate generation unit 3806. To fit.
By rotating about the Z axis, the reference point P of the XY coordinate 50 appears, and the XY coordinate 50 including the reference point P is displayed on the display unit 3802.

そこで、本実施の形態では、切削工具刃先22aのずれがモニタ38の表示画面上で視認されたならば、まず、Y方向の位置調整機構を用いて、切削工具22の刃先22aを図3の矢印Y1あるいはY2方向に移動して、切削工具22の刃先22aをX−Y座標50の基準点Pと交わるX軸に合わせる。さらに、モニタ38の表示画面を見ながら、切削工具22を図3の矢印X1方向に移動して、切削工具22の刃先22aをX−Y座標50の基準点Pと交わるY軸に合わせる。これにより、切削工具22の刃先22aを図6に示すようにX−Y座標50の基準点Pに位置合わせることができる。工具刃先22aの基準点Pへの位置合わせが完了した切削工具22は固定ねじ36を締め付けることで工具ホルダー2202に固定される。
なお、ワークWを切削加工する切削工具が複数個ある場合は、これら各切削工具においても、上述した位置合わせ手順により同様に工具刃先の位置合わせが可能になる。
Therefore, in the present embodiment, if the deviation of the cutting tool cutting edge 22a is visually recognized on the display screen of the monitor 38, first, the cutting edge 22a of the cutting tool 22 is moved to the position shown in FIG. Moving in the direction of the arrow Y1 or Y2, the cutting edge 22a of the cutting tool 22 is aligned with the X axis that intersects the reference point P of the XY coordinates 50. Further, while viewing the display screen of the monitor 38, the cutting tool 22 is moved in the direction of the arrow X1 in FIG. 3, and the cutting edge 22a of the cutting tool 22 is aligned with the Y axis that intersects the reference point P of the XY coordinates 50. Thereby, the cutting edge 22a of the cutting tool 22 can be aligned with the reference point P of the XY coordinate 50 as shown in FIG. The cutting tool 22 that has been aligned with the reference point P of the tool cutting edge 22 a is fixed to the tool holder 2202 by tightening the fixing screw 36.
In addition, when there are a plurality of cutting tools for cutting the workpiece W, the tool blade edge can be similarly positioned in each of these cutting tools by the above-described alignment procedure.

次に、各切削工具に対する刃先の位置合わせがなされた後の主軸台移動型自動旋盤を用いてワークWを加工する場合の動作について説明する。
ホルダー32を含む撮像カメラ30を主軸14のコレットチャック16から取り外した状態で、図7に示すように、ワークWを図示省略の棒材供給装置により主軸台12の後方から主軸14の挿通孔1402に挿入し、ワークWの先端部がコレットチャック16内およびガイドブッシュ18のガイド孔1802を貫通してガイドブッシュ18の先端面から所定量突出されるまで送り込む。この状態でコレットチャック16を閉動作させてワークWをチャッキングする。
次いで、コレットチャック16でワークWを把持したまま主軸14を回転させる同時に、製品の加工形状に対応して、主軸台12を駆動機構により、図7の矢印Z3方向に移動させ、さらに、切削工具22を図示省略の切り込み送り機構により主軸14の軸線14aと直交する矢印X方向に切り込み送りをかける。これにより、ワークWから製品を加工することができる。
Next, an operation when the workpiece W is machined using the spindle stock moving automatic lathe after the cutting edge is aligned with each cutting tool will be described.
With the imaging camera 30 including the holder 32 removed from the collet chuck 16 of the spindle 14, as shown in FIG. 7, the workpiece W is inserted into the insertion hole 1402 of the spindle 14 from the rear of the spindle base 12 by a bar supply device (not shown). The workpiece W is fed until the tip of the workpiece W passes through the collet chuck 16 and the guide hole 1802 of the guide bush 18 and protrudes a predetermined amount from the tip of the guide bush 18. In this state, the collet chuck 16 is closed to chuck the workpiece W.
Next, the spindle 14 is rotated while the workpiece W is held by the collet chuck 16, and at the same time, the spindle stock 12 is moved in the direction of the arrow Z3 in FIG. 7 by the drive mechanism in accordance with the processed shape of the product. 22 is cut and fed in the direction of arrow X perpendicular to the axis 14a of the main shaft 14 by a not-shown cutting feed mechanism. Thereby, a product can be processed from the workpiece W.

このような本実施の形態に示す工具セッター及び刃先位置合わせ方法によれば、主軸台移動型自動旋盤の主軸14に設けられたコレットチャック16に撮像カメラ30をホルダー32を介して着脱可能に把持させ、この撮像カメラ30で切削工具22の刃先22aをガイドブッシュ18のガイド孔1802を通して撮像しながら、撮像カメラ30を主軸14ごと軸線14aの軸回りに回転し、これにより撮像された切削工具22の刃先画像をモニタ38に拡大表示するとともに、座標生成部3806で生成されたX−Y座標をモニタ38に表示し、このモニタ38の表示画面を見ながら、切削工具22の刃先22aをX−Y座標50の基準点Pに位置合わせするように構成したので、既存の旋盤系工作機械のツールセットにも共用できるとともに、従来のようなプリセット機構が不要になり、工具刃先の位置合わせに要する手数を低減することができ、工具の刃先位置合わせを容易に行うことができるという効果がある。   According to the tool setter and the blade tip alignment method shown in this embodiment, the imaging camera 30 is detachably held via the holder 32 on the collet chuck 16 provided on the spindle 14 of the spindle head moving automatic lathe. The imaging camera 30 is rotated about the axis 14a together with the main shaft 14 while imaging the cutting edge 22a of the cutting tool 22 through the guide hole 1802 of the guide bush 18 with the imaging camera 30, and the cutting tool 22 thus imaged is rotated. And the X-Y coordinates generated by the coordinate generation unit 3806 are displayed on the monitor 38. While viewing the display screen of the monitor 38, the cutting edge 22a of the cutting tool 22 is displayed on the X-Y. Since it is configured to be aligned with the reference point P of the Y coordinate 50, it can be shared with the existing lathe machine tool set. To, as in the prior art preset mechanism becomes unnecessary, it is possible to reduce the labor required for the alignment of the tool cutting edge, there is an effect that the edge alignment of the tool can be easily performed.

上記実施の形態では、工具の刃先位置合わせを手動で行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ラスタスキャン方式により、X−Y座標50の基準点Pに対するX軸方向及びY軸方向のずれ量を計測し、この計測結果から刃先の位置データを求め、この位置データを基に数値制御部による刃物台20の切り込み送り量を補正すれば、工具の刃先位置合わせを自動的に行うことができ、これと同時に、上記補正された切り込み送り量に基づいてワークに対する切削加工が可能になる。
また、本発明にかかる工具セッターは、上記実施の形態に示す主軸台移動型の自動旋盤に限らず、主軸固定型の自動旋盤などの工作機にも適用できるほか、工具も旋削に用いる、いわゆるバイトのみに限らず、穴加工工具、すなわちドリル、リーマ,ボーリング、タップなどの刃具やミーリング刃具などの刃先位置合わせにも適用できる。
また、本発明にかかる工具セッターは、上記実施の形態に示す構成のものに限らず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。
In the above-described embodiment, the case where the tool edge alignment of the tool is performed manually has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the amount of deviation in the X-axis direction and the Y-axis direction with respect to the reference point P of the XY coordinate 50 is measured by a raster scan method, the position data of the blade edge is obtained from the measurement result, and numerical control is performed based on this position data If the cutting feed amount of the tool rest 20 by the section is corrected, it is possible to automatically align the cutting edge of the tool, and at the same time, it is possible to perform cutting on the workpiece based on the corrected cutting feed amount. .
Further, the tool setter according to the present invention is not limited to the spindle head movement type automatic lathe shown in the above embodiment, but can be applied to a machine tool such as a spindle fixed type automatic lathe, and the tool is also used for turning. The present invention can be applied not only to a cutting tool but also to a hole machining tool, that is, a blade tip alignment of a cutting tool such as a drill, a reamer, a boring, a tap, or a milling cutting tool.
Further, the tool setter according to the present invention is not limited to the configuration shown in the above embodiment, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims.

12……主軸台
14……主軸
16……コレットチャック
18……ガイドブッシュ
20……刃物台
22……切削工具
30……撮像カメラ
32……ホルダー
34……刃先位置合わせ機構
38……モニタ
3802……表示部
3804……表示処理部
3806……座標生成部
50……X−Y座標
12 …… Spindle stand 14 …… Spindle 16 …… Collet chuck 18 …… Guide bush 20 …… Cutter rest 22 …… Cutting tool 30 …… Image capture camera 32 …… Holder 34 …… Blade alignment mechanism 38 …… Monitor 3802 …… Display unit 3804 …… Display processing unit 3806 …… Coordinate generation unit 50 …… XY coordinates

Claims (3)

工作機械の主軸のワーク支持用のチャックに、撮像カメラが支持されたホルダーを着脱可能に把持させ、
前記工作機械の工具の刃先を前記撮像カメラで撮像し、
前記撮像された刃先画像をモニタに表示し、
前記ホルダーを回転させながら前記工具を動かし、前記工具の刃先の位置合わせを行なうようにした、
ことを特徴とする工具の刃先位置合わせ方法。
The holder for supporting the imaging camera is detachably gripped by the chuck for supporting the workpiece on the spindle of the machine tool,
Imaging the cutting edge of the tool of the machine tool with the imaging camera,
Displaying the imaged blade edge image on a monitor;
The tool was moved while rotating the holder, and the cutting edge of the tool was aligned.
A method for aligning the blade edge of a tool.
前記モニタは、前記撮像された刃先画像を表示するモニタ画面と、X−Y座標を生成して前記モニタ画面上に表示する座標生成手段を備えることを特徴とする請求項記載の工具の刃先位置合わせ方法。 The monitor is a monitor screen for displaying the captured edge image, the cutting edge of the tool according to claim 1, wherein to generate the X -Y coordinates comprising: a coordinate generation means for displaying on said monitor screen Alignment method. 前記工作機械の工具の刃先部分を前記撮像カメラの撮像方向と反対の側から照明ランプでライトアップすることを特徴とする請求項1または2記載の工具の刃先位置合わせ方法。 3. The tool edge alignment method according to claim 1, wherein the blade edge portion of the tool of the machine tool is illuminated with an illumination lamp from a side opposite to the imaging direction of the imaging camera.
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