JP6620460B2 - 工作機械、工作機械の主軸の位置補正方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

工作機械、工作機械の主軸の位置補正方法及びコンピュータプログラム Download PDF

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本発明は、主軸に装着した工具によってワークを加工する工作機械、前記主軸の位置補正方法及び前記主軸の位置を制御するコンピュータプログラムに関する。
工作機械は、複数のパレットを搬送するパレットチェンジャーを備える。各パレットはワークを固定する。ワークの位置を測定する測定装置が工作機械に設けてある。測定装置は測定子を備え、測定子はワークに接触し、ワークの位置を測定する(例えば特許文献1参照)。
特開2009−128196号公報
各パレットは寸法公差内で製造するので、各パレットの寸法には差がある。それ故、パレットチェンジャーに対する各パレットの位置は一致せず、各パレットの寸法差はワークの加工精度に影響する。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、各パレットの寸法差の加工精度への影響を抑制する工作機械、工作機械の主軸の位置補正方法及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
本発明に係る工作機械は、工具を装着する主軸と、該主軸の移動を行う移動装置と、ワークを保持する複数のパレットを交換する交換装置とを備える工作機械において、一の前記パレットにおける前後及び左右方向の位置を測定する第1測定部と、該第1測定部の測定結果に基づいて、前後及び左右方向の原点位置を設定する原点位置設定部と、他の前記パレットにおける前後及び左右方向の位置を測定する第2測定部と、前記原点位置設定部にて設定した原点位置及び前記第2測定部にて測定した位置の差分に基づいて、前後及び左右方向における前記他のパレットの補正量を設定する補正量設定部と、前記交換装置によって前記一のパレットを前記他のパレットに交換する場合、前記補正量設定部にて設定した補正量に基づいて、前記移動装置による前記主軸の移動を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
本発明に係る工作機械は、前記一のパレットにおける前記主軸の上下位置を測定する第3測定部と、該第3測定部の測定結果に基づいて、上下方向の第2原点位置を設定する第2原点位置設定部と、前記他のパレットにおける前記主軸の上下位置を測定する第4測定部と、前記第2原点位置設定部にて設定した第2原点位置及び前記第4測定部にて測定した上下位置の差分に基づいて、上下方向における前記他のパレットの補正量を設定する第2補正量設定部とを備え、前記制御部は、前記交換装置によって前記一のパレットを前記他のパレットに交換する場合、前記第2補正量設定部にて設定した補正量に基づいて、前記移動装置による前記主軸の移動を制御することを特徴とする。
本発明に係る工作機械は、前記制御部は、前記一及び他のパレットの交換中に前記主軸の前記補正量分の移動を制御することを特徴とする。
本発明に係る工作機械は、前記一及び他のパレットには前後及び左右方向夫々に延びた溝が形成してあり、前記第1測定部及び第2測定部は各溝の両側面の中間位置を測定することを特徴とする。
本発明に係る工作機械の主軸の位置補正方法は、工作機械の主軸の位置補正方法であって、前記工作機械は、前記主軸の移動を行う移動装置と、ワークを保持する複数のパレットを交換する交換装置とを備え、一の前記パレットにおける前後及び左右方向の位置を測定し、測定した前記一のパレットの位置に基づいて、前後及び左右方向の原点位置を設定し、他の前記パレットにおける前後及び左右方向の位置を測定し、設定した前記原点位置及び測定した前記他のパレットの位置の差分に基づいて、前後及び左右方向における前記他のパレットの補正量を設定し、前記交換装置によって前記一のパレットを前記他のパレットに交換する場合、設定した補正量に基づいて、前記移動装置による前記主軸の移動を制御することを特徴とする。
本発明に係るコンピュータプログラムは、工作機械の主軸の位置を制御する制御装置で実行可能なコンピュータプログラムであって、前記工作機械は、前記主軸の移動を行う移動装置と、ワークを保持する複数のパレットを交換する交換装置とを備え、前記制御装置を、一の前記パレットにおける前後及び左右方向の位置を測定する第1測定部、該第1測定部の測定結果に基づいて、前後及び左右方向の原点位置を設定する原点位置設定部、他の前記パレットにおける前後及び左右方向の位置を測定する第2測定部、前記原点位置設定部にて設定した原点位置及び前記第2測定部にて測定した位置の差分に基づいて、前後及び左右方向における前記他のパレットの補正量を設定する補正量設定部、及び前記交換装置によって前記一のパレットを前記他のパレットに交換する場合に、前記補正量設定部にて設定した補正量に基づいて、前記移動装置による前記主軸の移動を制御する制御部として機能させることを特徴とする。
本発明においては、一のパレットの前後及び左右方向の原点位置を設定し、原点位置と他のパレットの位置との差分に基づいて、他のパレットの補正量を設定する。一のパレットを他のパレットに交換する場合に、前後及び左右方向において主軸は補正量分移動し、他のパレットに設けたワークを加工する。
本発明においては、一のパレットの上下方向の第2原点位置を設定し、第2原点位置と他のパレットの位置との差分に基づいて、他のパレットの第2補正量を設定する。一のパレットを他のパレットに交換する場合に、上下方向において主軸は第2補正量分移動し、他のパレットに設けたワークを加工する。
本発明においては、一及び他のパレットの交換中に主軸が移動し、加工に関する時間の短縮を図る。
本発明においては、一及び他のパレットに形成した溝の両側面の中間位置を測定し、補正量又は第2補正量を演算する。
本発明に係る工作機械、工作機械の主軸の位置補正方法及びコンピュータプログラムにあっては、一のパレットの前後及び左右方向の原点位置を設定し、原点位置と他のパレットの位置との差分に基づいて、他のパレットの補正量を設定する。一のパレットを他のパレットに交換する場合に、前後及び左右方向において主軸は補正量分移動し、他のパレットに設けたワークを加工する。それ故、各パレットの寸法差による加工精度への影響を抑制することができる。
工作機械を略示する斜視図である。 第1パレット又は第2パレットを略示する平面図である。 制御装置付近の構成を略示するブロック図である。 制御装置による原点の設定処理及び補正量の演算処理を説明するフローチャートである。 X軸方向原点設定処理を説明するフローチャートである。 測定器による主軸とY軸方向基準溝又はX軸方向基準溝の側面との距離を測定する方法を説明する説明図である。 Y軸方向原点設定処理を説明するフローチャートである。 Z軸方向原点設定処理を説明するフローチャートである。 計測ツール及びハイトプリセッタによる主軸と第1パレット又は第2パレットとの距離を測定する方法を説明する説明図である。 X軸方向補正量演算処理を説明するフローチャートである。 Y軸方向補正量演算処理を説明するフローチャートである。 Z軸方向補正量演算処理を説明するフローチャートである。 主軸の位置補正処理を説明するフローチャートである。 測定器による主軸とY軸方向基準溝又はX軸方向基準溝の側面との距離を測定する他の方法を説明する説明図である。
以下本発明を実施の形態に係る工作機械を示す図面に基づいて説明する。以下の説明では図において矢印で示す上下、左右及び前後を使用する。図1は工作機械を略示する斜視図である。なお、図1においては、交換用の工具を収容する工具マガジンの図示を省略する。
工作機械は金属製の基台1を備える。基台1上に柱状のコラム2が立設してある。コラム2の前面に沿って上下に移動可能に主軸ヘッド4が設けてある。主軸ヘッド4に、工具を装着する主軸5と、主軸5に装着した工具を他の工具に交換する工具交換機構7とが設けてある。コラム2の上部にZ軸モータ81(図3参照)が設けてあり、Z軸モータ81の回転によって主軸ヘッド4は上下方向(Z軸方向)に移動する。
主軸ヘッド4に主軸5が回転可能に装着してあり、主軸5を回転駆動する為の主軸モータ6が主軸ヘッド4の上部に設けてある。主軸5の下端に工具が着脱可能に装着してあり、主軸5が主軸モータ6によって回転し、工具が回転する。基台1上には、主軸ヘッド4の下方に、ワークを着脱可能に固定する回転テーブル8が配置してある。工具は回転テーブル8に固定したワークを加工する。主軸5は、主軸ヘッド4の上下移動によって上方の交換位置と下方の加工位置との間を移動する。
回転テーブル8はテーブルモータ84(図3参照)によって上下軸回りに回転する。回転テーブル8に、ワークを保持する第1パレット11及び第2パレット12が前後に並設してある。回転テーブル8及びテーブルモータ84は交換装置を構成する。
コラム2は、X軸モータ82及びY軸モータ83(図3参照)により、X軸方向(左右方向)及びY軸方向(前後方向)に移動する。コラム2の背面側に制御装置60が設けてある。なおコラム2、主軸ヘッド4、Z軸モータ81、X軸モータ82及びY軸モータ83は移動装置を構成する。
図2は第1パレット11又は第2パレット12を略示する平面図である。第1パレット11は、平面視矩形状をなす本体部11aと、本体部11aの上面に形成したY軸方向基準溝11bと、本体部11aの上面に形成してあり、前記Y軸方向基準溝11bに直交するX軸方向基準溝11cとを有する。Y軸方向基準溝11b及びX軸方向基準溝11c夫々は、回転テーブル8が停止した状態において、前後方向及び左右方向に延びる。
第2パレット12は、平面視矩形状をなす本体部12aと、本体部12aの上面に形成したY軸方向基準溝12bと、本体部12aの上面に形成してあり、前記Y軸方向基準溝12bに直交するX軸方向基準溝12cとを有する。Y軸方向基準溝12b及びX軸方向基準溝12c夫々は、回転テーブル8が停止した状態において、前後方向及び左右方向に延びる。
図3は制御装置60付近の構成を略示するブロック図である。制御装置60は、CPU61、ROM62、RAM63、不揮発性メモリ64、入力インタフェース65及び出力インタフェース66等を備える。
CPU61は、ROM62に格納した制御プログラムをRAM63に読み出して実行し、ワークの加工処理等を行う。ROM62には、前記制御プログラム及び処理に必要な各種のデータ等が予め格納してある。RAM63は、ROM62から読み出した制御プログラム及び処理過程で発生した種々のデータ等を一時的に記憶する。不揮発性メモリ64は、処理に必要な各種のデータを格納する。
入力装置71が入力インタフェース65に接続してある。入力装置71はキーボード又はタッチパネル等を用いており、作業者の操作を受け付ける。
Z軸モータ81、主軸モータ6、X軸モータ82、Y軸モータ83及びテーブルモータ84が出力インタフェース66に接続してある。Z軸モータ81、主軸モータ6、X軸モータ82、Y軸モータ83及びテーブルモータ84はエンコーダを備える。制御装置60は、制御部、原点位置設定部、第2原点位置設定部、補正量設定部及び第2補正量設定部を構成する。
図4は制御装置60による原点の設定処理及び補正量の演算処理を説明するフローチャートである。制御装置60は、ワークを加工する前に、原点の設定処理及び補正量の演算処理を実行する。なお初期状態において、Y軸方向基準溝11b、12b又はX軸方向基準溝11c、12cの側面との距離を測定する測定器14(図6参照)が主軸5に取り付けてある。
制御装置60のCPU61は、第1パレット11が主軸5の下方に位置するまで待機する(ステップS1:NO)。例えば、作業者が第1パレット11を回転テーブル8の前側に設置し、回転テーブル8が180度回転した後、前記設定処理及び演算処理の開始を示す信号が入力装置71から入力した場合に、CPU61は第1パレット11が主軸5の下方に位置したと判定する。
第1パレット11が主軸5の下方に位置した場合(ステップS1:YES)、CPU61は後述するX軸方向原点設定処理(ステップS2)、Y軸方向原点設定処理(ステップS3)及びZ軸方向原点設定処理(ステップS4)を順に実行する。
CPU61は、第2パレット12が主軸5の下方に位置するまで待機する(ステップS5:NO)。例えば、作業者が第2パレット12を回転テーブル8の前側に設置し、回転テーブル8が180度回転した後、処理の開始を示す信号が入力装置71から入力した場合に、CPU61は第2パレット12が主軸5の下方に位置したと判定する。
第2パレット12が主軸5の下方に位置した場合(ステップS5:YES)、CPU61は後述するX軸方向補正量演算処理(ステップS6)、Y軸方向補正量演算処理(ステップS7)及びZ軸方向補正量演算処理(ステップS8)を順に実行する。
図5はX軸方向原点設定処理を説明するフローチャート、図6は測定器14による主軸5とY軸方向基準溝11b、12b又はX軸方向基準溝11c、12cの側面との距離を測定する方法を説明する説明図である。
なお測定器14は、例えば梃子式ダイヤルゲージを使用しており、測定器本体部14a、スモール14b及びゲージ14cを備える。測定器本体部14aは連結部材13を介して主軸5の下端に接続しており、スモール14bは測定器本体部14aから主軸5の径方向に突出している。スモール14bは測定器本体部14aとの連結部分を支点にして回動可能である。ゲージ14cはスモール14bの回動量に応じた測定値を示す。測定器14は制御装置60に測定値を入力する。測定器14及び制御装置60は、第1測定部及び第2測定部を構成する。
CPU61はZ軸モータ81、X軸モータ82及びY軸モータ83に駆動信号を出力し、Y軸方向基準溝11bに測定器14を挿入する(ステップS11)。このときスモール14bは、Y軸方向基準溝11bの一側面に接触する(図6A参照)。なお測定器14をY軸方向基準溝11bに挿入する為の前後、左右及び上下の位置情報は予め不揮発性メモリ64に設定してある。またスモール14bの寸法は、Y軸方向基準溝11bに挿入した場合に、Y軸方向基準溝11bの対向する二つの側面のいずれかに接触するように設定してある。
CPU61は測定器14の測定値(第1測定値)を取り込む(ステップS12)。第1測定値はY軸方向基準溝11bの一側面及び主軸5の間の距離に対応する。
CPU61は主軸モータ6に駆動信号を出力し、主軸5は180度回転する(ステップS13)。スモール14bはY軸方向基準溝11bの他側面に接触する(図6B参照)。
CPU61は測定器14の測定値(第2測定値)を取り込む(ステップS14)。第2測定値はY軸方向基準溝11bの他側面及び主軸5の間の距離に対応する。
CPU61は、第1測定値及び第2測定値の差分を演算し(ステップS15)、演算した差分が閾値以下であるか否か判定する(ステップS16)。なお閾値は予め不揮発性メモリ64に設定してある。
演算した差分が閾値以下でない場合(ステップS16:NO)、即ち、X軸方向において、主軸5がY軸方向基準溝11bの中央部に位置しない場合、CPU61はX軸モータ82に駆動信号を出力し(ステップS17)、ステップS16に処理を戻す。主軸5はX軸方向に所定距離移動する。例えば、CPU61は前記差分の半分に対応するX軸方向の距離を演算して、X軸モータ82に駆動信号を出力する。主軸5は演算した距離だけ、Y軸方向基準溝11bの両側面の内、主軸5との間の距離がより長い側面に向けて移動する。
演算した差分が閾値以下である場合(ステップS16:YES)、即ち、X軸方向において、主軸5がY軸方向基準溝11bの中央部に位置する場合、CPU61は、X軸モータ82のエンコーダの値からX軸方向における主軸5の所在位置を割り出し、割り出した所在位置(X軸方向原点位置)を不揮発性メモリ64に格納する(ステップS18)。なおX軸方向における主軸5の所在位置は絶対値である。CPU61は測定器14をY軸方向基準溝11bから取り出す(ステップS19)。具体的には、CPU61はZ軸モータ81に駆動信号を出力し、主軸5を上昇させる。
図7はY軸方向原点設定処理を説明するフローチャートである。CPU61はZ軸モータ81、X軸モータ82、Y軸モータ83に駆動信号を出力し、X軸方向基準溝11cに測定器14を挿入する(ステップS21)。このときスモール14bは、X軸方向基準溝11cの一側面に接触する(図6A参照)。なお測定器14をX軸方向基準溝11cに挿入する為の前後、左右及び上下の位置情報は予め不揮発性メモリ64に設定してある。またスモール14bの寸法は、X軸方向基準溝11cに挿入した場合に、X軸方向基準溝11cの対向する二つの側面のいずれかに接触するように設定してある。
CPU61は測定器14の測定値(第3測定値)を取り込む(ステップS22)。第3測定値はX軸方向基準溝11cの一側面及び主軸5の間の距離に対応する。
CPU61は主軸モータ6に駆動信号を出力し、主軸5は180度回転する(ステップS23)。スモール14bはX軸方向基準溝11cの他側面に接触する(図6B参照)。
CPU61は測定器14の測定値(第4測定値)を取り込む(ステップS24)。第4測定値はX軸方向基準溝11cの他側面及び主軸5の間の距離に対応する。
CPU61は、第3測定値及び第4測定値の差分を演算し(ステップS25)、演算した差分が第2閾値以下であるか否か判定する(ステップS26)。なお第2閾値は予め不揮発性メモリ64に設定してある。
演算した差分が第2閾値以下でない場合(ステップS26:NO)、即ち、Y軸方向において、主軸5がX軸方向基準溝11cの中央部に位置しない場合、CPU61はY軸モータ83に駆動信号を出力し(ステップS27)、ステップS26に処理を戻す。主軸5はY軸方向に所定距離移動する。例えば、CPU61は前記差分の半分に対応するY軸方向の距離を演算して、Y軸モータ83に駆動信号を出力する。主軸5は演算した距離だけ、X軸方向基準溝11cの両側面の内、主軸5との間の距離がより長い側面に向けて移動する。
演算した差分が第2閾値以下である場合(ステップS26:YES)、即ち、Y軸方向において、主軸5がX軸方向基準溝11cの中央部に位置する場合、CPU61はY軸モータ83のエンコーダの値からY軸方向における主軸5の所在位置を割り出し、割り出した所在位置(Y軸方向原点位置)を不揮発性メモリ64に格納する(ステップS28)。なおY軸方向における主軸5の所在位置は絶対値である。CPU61は測定器14をX軸方向基準溝11cから取り出す(ステップS29)。具体的には、CPU61はZ軸モータ81に駆動信号を出力し、主軸5を上昇させる。
図8はZ軸方向原点設定処理を説明するフローチャート、図9は計測ツール16及びハイトプリセッタ17による主軸5と第1パレット11又は第2パレット12との距離を測定する方法を説明する説明図である。
作業者は計測ツール16を主軸5に装着し、ハイトプリセッタ17を第1パレット11に設置する。ハイトプリセッタ17は本体17aと、該本体17aの上部に設けてあり、上下に移動可能な可動部17bと、ハイトプリセッタ17の高さが所定高さになった場合に点灯するランプ17cとを備える。なお図9Aはランプ17cが未点灯の状態を示し、図9Bはランプ17cが点灯した状態を示す。計測ツール16の上下寸法L1(図9B参照)は予め定まっている。ハイトプリセッタ17は、ハイトプリセッタ17の高さが所定高さL2(図9B参照)になったことを示す信号を制御装置60に入力する。計測ツール16、ハイトプリセッタ17及び制御装置60は第3測定部及び第4測定部を構成する。
CPU61は、計測ツール16及びハイトプリセッタ17の設置が完了するまで待機する(ステップS31:NO)。例えば、作業者が計測ツール16を主軸5に装着し、主軸5の下方において、ハイトプリセッタ17を第1パレット11上に設けた後、Z軸方向原点設定処理計測ツール16及びハイトプリセッタ17の設置が完了したと判定する。
計測ツール16及びハイトプリセッタ17の設置が完了した場合(ステップS31:YES)、CPU61はZ軸モータ81に駆動信号を出力し、主軸5の降下を行う(ステップS32)。CPU61は、所定高さL2になったことを示す信号がハイトプリセッタ17から制御装置60に入力するまで待機する(ステップS33:NO)。
所定高さL2になったことを示す信号がハイトプリセッタ17から制御装置60に入力した場合(ステップS33:YES、図9B参照)、CPU61はZ軸モータ81に停止信号を出力し、主軸5の降下を停止する(ステップS34)。
CPU61はZ軸モータ81のエンコーダの値からZ軸方向における主軸5の所在位置を割り出し、割り出した所在位置(Z軸方向原点位置)を不揮発性メモリ64に格納する(ステップS35)。なおZ軸方向における主軸5の所在位置は絶対値であり、例えば回転テーブル8の上下位置を基準にした上下位置である。また第1パレット11の上面及び主軸5間の距離は上下寸法L1と所定高さL2との和である。CPU61はZ軸モータ81に駆動信号を出力し、所定位置まで主軸5の上昇を行う(ステップS36)。
図10はX軸方向補正量演算処理を説明するフローチャートである。CPU61は、第2パレット12が主軸5の下方に位置した場合(ステップS5:YES、図4参照)、測定器14の設置が完了するまで待機する(ステップS41:NO)。例えば、作業者が測定器14を主軸5に装着し、X軸方向補正量演算処理の開始を示す信号が入力装置71から制御装置60に入力した場合に、CPU61は測定器14の設置が完了したと判定する。
測定器14の設置が完了した場合(ステップS41:YES)、CPU61はZ軸モータ81、X軸モータ82、Y軸モータ83に駆動信号を出力し、Y軸方向基準溝12bに測定器14を挿入する(ステップS42)。このときスモール14bは、Y軸方向基準溝12bの一側面に接触する(図6A参照)。なお測定器14をY軸方向基準溝12bに挿入する為の前後、左右及び上下の位置情報は予め不揮発性メモリ64に設定してある。またスモール14bの寸法は、Y軸方向基準溝12bに挿入した場合に、Y軸方向基準溝12bの対向する二つの側面のいずれかに接触するように設定してある。
CPU61は測定器14の測定値(第5測定値)を取り込む(ステップS43)。第5測定値はY軸方向基準溝12bの一側面及び主軸5の間の距離に対応する。
CPU61は主軸モータ6に駆動信号を出力し、主軸5は180度回転する(ステップS44)。スモール14bはY軸方向基準溝12bの他側面に接触する(図6B参照)。
CPU61は測定器14の測定値(第6測定値)を取り込む(ステップS45)。第6測定値はY軸方向基準溝12bの他側面及び主軸5の間の距離に対応する。
CPU61は、第5測定値及び第6測定値の差分を演算し(ステップS46)、演算した差分が第3閾値以下であるか否か判定する(ステップS47)。なお第3閾値は予め不揮発性メモリ64に設定してある。
演算した差分が第3閾値以下でない場合(ステップS47:NO)、即ち、X軸方向において、主軸5がY軸方向基準溝12bの中央部に位置しない場合、CPU61はX軸モータ82に駆動信号を出力し(ステップS48)、ステップS47に処理を戻す。主軸5はX軸方向に所定距離移動する。例えば、CPU61は前記差分の半分に対応するX軸方向の距離を演算して、X軸モータ82に駆動信号を出力する。主軸5は演算した距離だけ、Y軸方向基準溝12bの両側面の内、主軸5との間の距離がより長い側面に向けて移動する。
演算した差分が第3閾値以下である場合(ステップS47:YES)、即ち、X軸方向において、主軸5がY軸方向基準溝12bの中央部に位置する場合、CPU61は、X軸モータ82のエンコーダの値からX軸方向における主軸5の所在位置を割り出し、割り出した所在位置及び不揮発性メモリ64に格納した前記X軸方向原点位置(ステップS18参照)の差分を演算する(ステップS49)。
CPU61は、演算した差分をX軸方向における補正量として不揮発性メモリ64に格納する(ステップS50)。
図11はY軸方向補正量演算処理を説明するフローチャートである。CPU61は、Z軸モータ81、X軸モータ82、Y軸モータ83に駆動信号を出力し、X軸方向基準溝12cに測定器14を挿入する(ステップS51)。このときスモール14bは、X軸方向基準溝12cの一側面に接触する(図6A参照)。なお測定器14をX軸方向基準溝12cに挿入する為の前後、左右及び上下の位置情報は予め不揮発性メモリ64に設定してある。またスモール14bの寸法は、X軸方向基準溝12cに挿入した場合に、X軸方向基準溝12cの対向する二つの側面のいずれかに接触するように設定してある。
CPU61は測定器14の測定値(第7測定値)を取り込む(ステップS52)。第7測定値はX軸方向基準溝12cの一側面及び主軸5の間の距離に対応する。
CPU61は主軸モータ6に駆動信号を出力し、主軸5は180度回転する(ステップS53)。スモール14bはX軸方向基準溝12cの他側面に接触する(図6B参照)。
CPU61は測定器14の測定値(第8測定値)を取り込む(ステップS54)。第8測定値はX軸方向基準溝12cの他側面及び主軸5の間の距離に対応する。
CPU61は、第7測定値及び第8測定値の差分を演算し(ステップS55)、演算した差分が第4閾値以下であるか否か判定する(ステップS56)。なお第4閾値は予め不揮発性メモリ64に設定してある。
演算した差分が第4閾値以下でない場合(ステップS56:NO)、即ち、Y軸方向において、主軸5がX軸方向基準溝12cの中央部に位置しない場合、CPU61はY軸モータ83に駆動信号を出力し(ステップS57)、ステップS56に処理を戻す。主軸5はY軸方向に所定距離移動する。例えば、CPU61は前記差分の半分に対応するY軸方向の距離を演算して、Y軸モータ83に駆動信号を出力する。主軸5は演算した距離だけ、X軸方向基準溝12cの両側面の内、主軸5との間の距離がより長い側面に向けて移動する。
演算した差分が第4閾値以下である場合(ステップS56:YES)、即ち、Y軸方向において、主軸5がX軸方向基準溝12cの中央部に位置する場合、CPU61はY軸モータ83のエンコーダの値からY軸方向における主軸5の所在位置を割り出し、割り出した所在位置及び不揮発性メモリ64に格納した前記Y軸方向原点位置(ステップS28参照)の差分を演算する(ステップS58)。
CPU61は、演算した差分をY軸方向における補正量として不揮発性メモリ64に格納する(ステップS59)
図12はZ軸方向補正量演算処理を説明するフローチャートである。作業者は計測ツール16を主軸5に装着し、ハイトプリセッタ17を第2パレット12に設置する(図9参照)。
CPU61は、計測ツール16及びハイトプリセッタ17の設置が完了するまで待機する(ステップS61:NO)。例えば、作業者が計測ツール16を主軸5に装着し、主軸5の下方において、ハイトプリセッタ17を第1パレット11上に設けた後、Z軸方向原点設定処理計測ツール16及びハイトプリセッタ17の設置が完了したと判定する。
計測ツール16及びハイトプリセッタ17の設置が完了した場合(ステップS61:YES)、CPU61はZ軸モータ81に駆動信号を出力し、主軸5の降下を行う(ステップS62)。CPU61は、所定高さL2になったことを示す信号がハイトプリセッタ17から制御装置60に入力するまで待機する(ステップS63:NO)。
所定高さL2になったことを示す信号がハイトプリセッタ17から制御装置60に入力した場合(ステップS63:YES、図9B参照)、CPU61はZ軸モータ81に停止信号を出力し、主軸5の降下を停止する(ステップS64)。
CPU61はZ軸モータ81のエンコーダの値からZ軸方向における主軸5の所在位置を割り出し、割り出した所在位置及び不揮発性メモリ64に格納した前記Z軸方向原点位置の差分を演算する(ステップS65)。なおZ軸方向における主軸5の所在位置は絶対値であり、例えば回転テーブル8の上下位置を基準にした上下位置である。また第2パレット12の上面及び主軸5間の距離は上下寸法L1と所定高さL2との和であり、第1パレット11の上面及び主軸5間の距離と同じである。従って、ステップS65にて演算した差分は、第1パレット11及び第2パレット12の寸法公差によって生じる。
CPU61は演算した差分を補正量として不揮発性メモリ64に格納する(ステップS66)。CPU61はZ軸モータ81に駆動信号を出力し、所定位置まで主軸5の上昇を行う(ステップS67)。
上述した原点の設定処理及び補正量の演算処理(図4〜図12参照)を実行した後に、第1パレット11に保持したワークを加工する場合、工作機械は、不揮発性メモリ64に格納したX軸方向原点位置、Y軸方向原点位置及びZ軸方向原点位置を基準にして、ワークを加工する。その後、回転テーブル8を回転し、第2パレット12に保持したワークを加工する場合、工作機械は不揮発性メモリ64に格納した補正量によって、主軸5の位置を補正する。
図13は主軸5の位置補正処理を説明するフローチャートである。CPU61は、回転テーブル8を回転し、第1パレット11から第2パレット12に交換するのか否かを判定する(ステップS71)。例えば、第1パレット11を主軸5の下方に位置させた状態において、回転テーブル8を回転する指令が制御装置60に入力したか否かをCPU61は判定する。第1パレット11から第2パレット12に交換しない場合(ステップS71:NO)、CPU61はステップS71に処理を戻す。
第1パレット11から第2パレット12に交換する場合(ステップS71:YES)、CPU61は、Z軸モータ81、X軸モータ82又はY軸モータ83に駆動信号を出力し、X軸方向、Y軸方向又はZ軸方向における補正量分、主軸5の移動を行う(ステップS72)。即ち、回転テーブル8が回転している間に、主軸5は補正量分移動する。
CPU61は、Z軸モータ81に駆動信号を出力し、主軸5の加工位置への移動を行う(ステップS73)。
上述した工作機械にあっては、第1パレット11のX軸方向及びY軸方向夫々の原点位置を設定し、原点位置と第2パレット12の位置との差分に基づいて、第2パレット12の補正量を設定する。第1パレット11を第2パレット12に交換する場合に、X軸方向及びY軸方向において主軸5は補正量分移動し、第2パレット12に設けたワークを加工する。それ故、各パレット11、12の寸法差による加工精度への影響を抑制することができる。
また第1パレット11のZ軸方向の原点位置を設定し、該原点位置と第2パレット12の位置との差分に基づいて、Z軸方向における第2パレット12の補正量を設定する。第1パレット11を第2パレット12に交換する場合に、Z軸方向において主軸5は補正量分移動し、第2パレット12に設けたワークを加工する。それ故、各パレット11、12の寸法差による加工精度への影響を抑制することができる。
また第1パレット11及び第2パレット12の交換中に主軸5が補正量分移動するので、加工に関する時間を短縮することができる。また第1パレット11及び第2パレット12に形成した溝の両側面の中間位置を測定して、前記補正量の演算を実現する。
なおパレットは三つ以上でもよく、その場合、第1パレット11と、第2パレット12以降の各パレットとの位置の差分を演算し、補正量を設定すればよい。なお第1パレット11又は第2パレット12に、Y軸方向基準溝11b、12b又はX軸方向基準溝11c、12cが複数設けてある場合、いずれかの溝を選択し、選択した溝に対して上述した処理を実行すればよい。
上述した工作機械は、第1パレット11及び第2パレット12に形成した溝の両側面の位置を測定しているが、これに限定されない。例えば、図14に示す如く、第1パレット11及び第2パレット12の縁の位置を測定し、X軸方向及びY軸方向における原点位置及び補正量を演算してもよい。また各パレットが平面視円形状をなす場合、各パレットの外周面の位置を測定し、各パレットの中心位置を演算して、X軸方向及びY軸方向における原点位置及び補正量を演算してもよい。
また上述した工作機械においては、第1パレット11及び第2パレット12に形成した溝の中央部の位置を決定する場合に、溝の両側面の位置の差分が第1閾値〜第4閾値以下になるまで、主軸5が移動するが(図5のステップS16及びS17、図7のステップS26及びS27、図10のステップS47及びS148、並びに図11のステップS56及びS57参照)、これに限定されない。例えば、第1パレット11及び第2パレット12に形成した溝の一側面の位置を測定した後、一側面の測定値を0点に設定し、溝の他側面の位置を測定し、測定した他側面の測定値が半分になるまで、主軸5の移動を行い、測定値が半分になった位置を溝の中央部の位置に決定してもよい。また主軸5の位置を順次変更して、複数回、溝の両側面の位置を測定し、溝の中央部の位置を探索し、決定してもよい。
また上述した工作機械においては、回転テーブル8が回転している間に、主軸5は補正量分移動するが(ステップS72参照)、回転テーブル8が回転を終了した後に、主軸5が補正量分移動してもよい。この場合、安全性が更に向上する。
2 コラム(移動装置)
4 主軸ヘッド(移動装置)
5 主軸
8 回転テーブル(交換装置)
11 第1パレット
11b Y軸方向基準溝(溝)
11c X軸方向基準溝(溝)
12 第2パレット
12b Y軸方向基準溝(溝)
12c X軸方向基準溝(溝)
14 測定器(第1測定部、第2測定部)
16 計測ツール(第3測定部、第4測定部)
17 ハイトプリセッタ(第3測定部、第4測定部)
60 制御装置(制御部、第1測定部、第2測定部、第3測定部、第4測定部、原点位置設定部、第2原点位置設定部、補正量設定部、第2補正量設定部)
61 CPU
62 ROM
63 RAM
64 不揮発性メモリ
81 Z軸モータ(移動装置)
82 X軸モータ(移動装置)
83 Y軸モータ(移動装置)
84 テーブルモータ(交換装置)

Claims (8)

  1. 工具を装着する主軸と、該主軸の移動を行う移動装置と、ワークを保持する複数のパレットを交換する交換装置とを備える工作機械において、
    一の前記パレットにおける前後及び左右方向の位置を測定する第1測定部と、
    該第1測定部の測定結果に基づいて、前後及び左右方向の原点位置を設定する原点位置設定部と、
    他の前記パレットにおける前後及び左右方向の位置を測定する第2測定部と、
    前記原点位置設定部にて設定した原点位置及び前記第2測定部にて測定した位置の差分に基づいて、前後及び左右方向における前記他のパレットの補正量を設定する補正量設定部と、
    前記交換装置によって前記一のパレットを前記他のパレットに交換する場合、前記補正量設定部にて設定した補正量に基づいて、前記移動装置による前記主軸の移動を制御する制御部と
    を備え
    前記制御部は、前記一及び他のパレットの交換中に前記主軸の前記補正量分の移動を制御することを特徴とする工作機械。
  2. 工具を装着する主軸と、該主軸の移動を行う移動装置と、ワークを保持する複数のパレットを交換する交換装置とを備える工作機械において、
    一の前記パレットにおける前後及び左右方向の位置を測定する第1測定部と、
    該第1測定部の測定結果に基づいて、前後及び左右方向の原点位置を設定する原点位置設定部と、
    他の前記パレットにおける前後及び左右方向の位置を測定する第2測定部と、
    前記原点位置設定部にて設定した原点位置及び前記第2測定部にて測定した位置の差分に基づいて、前後及び左右方向における前記他のパレットの補正量を設定する補正量設定部と、
    前記交換装置によって前記一のパレットを前記他のパレットに交換する場合、前記補正量設定部にて設定した補正量に基づいて、前記移動装置による前記主軸の移動を制御する制御部と
    を備え、
    前記一及び他のパレットには前後及び左右方向夫々に延びた溝が形成してあり、
    前記第1測定部及び第2測定部は各溝の両側面の中間位置を測定すること
    を特徴とする工作機械。
  3. 前記第1測定部及び第2測定部夫々は、
    前記主軸を前記溝に挿入させて、前記主軸と、前記溝の一側面との間の距離を測定する第1距離測定部と、
    前記主軸を前記溝に挿入させて、前記主軸と、前記溝における前記一側面に対向する他側面との間の距離を測定する第2距離測定部と、
    前記第1距離測定部及び第2距離測定部の測定結果の差分を演算する演算部と、
    該演算部にて演算した差分が予め定めた閾値以下であるか否か判定する判定部と
    を有し、
    前記判定部にて前記差分が前記閾値以下でないと判定された場合、前記主軸は、前記差分の半分の距離を、前記溝の両側面の内、主軸との間の距離がより長い側面に向けて移動する
    請求項2に記載の工作機械。
  4. 前記一のパレットにおける前記主軸の上下位置を測定する第3測定部と、
    該第3測定部の測定結果に基づいて、上下方向の第2原点位置を設定する第2原点位置設定部と、
    前記他のパレットにおける前記主軸の上下位置を測定する第4測定部と、
    前記第2原点位置設定部にて設定した第2原点位置及び前記第4測定部にて測定した上下位置の差分に基づいて、上下方向における前記他のパレットの補正量を設定する第2補正量設定部と
    を備え、
    前記制御部は、前記交換装置によって前記一のパレットを前記他のパレットに交換する場合、前記第2補正量設定部にて設定した補正量に基づいて、前記移動装置による前記主軸の移動を制御すること
    を特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の工作機械。
  5. 工作機械の主軸の位置補正方法であって、
    前記工作機械は、前記主軸の移動を行う移動装置と、ワークを保持する複数のパレットを交換する交換装置とを備え、
    一の前記パレットにおける前後及び左右方向の位置を測定し、
    測定した前記一のパレットの位置に基づいて、前後及び左右方向の原点位置を設定し、
    他の前記パレットにおける前後及び左右方向の位置を測定し、
    設定した前記原点位置及び測定した前記他のパレットの位置の差分に基づいて、前後及び左右方向における前記他のパレットの補正量を設定し、
    前記交換装置によって前記一のパレットを前記他のパレットに交換する場合、設定した補正量に基づいて、前記移動装置による前記主軸の移動を制御し、
    前記一及び他のパレットの交換中に前記主軸の前記補正量分の移動を制御すること
    を特徴とする工作機械の主軸の位置補正方法。
  6. 工作機械の主軸の位置補正方法であって、
    前記工作機械は、前記主軸の移動を行う移動装置と、ワークを保持する複数のパレットを交換する交換装置とを備え、
    一の前記パレットにおける前後及び左右方向の位置を測定し、
    測定した前記一のパレットの位置に基づいて、前後及び左右方向の原点位置を設定し、
    他の前記パレットにおける前後及び左右方向の位置を測定し、
    設定した前記原点位置及び測定した前記他のパレットの位置の差分に基づいて、前後及び左右方向における前記他のパレットの補正量を設定し、
    前記交換装置によって前記一のパレットを前記他のパレットに交換する場合、設定した補正量に基づいて、前記移動装置による前記主軸の移動を制御し、
    前記一及び他のパレットには前後及び左右方向夫々に延びた溝が形成してあり、
    前記一及び他のパレットにおける前後及び左右方向の位置測定において、各溝の両側面の中間位置を測定すること
    を特徴とする工作機械の主軸の位置補正方法。
  7. 工作機械の主軸の位置を制御する制御装置で実行可能なコンピュータプログラムであっ
    て、
    前記工作機械は、前記主軸の移動を行う移動装置と、ワークを保持する複数のパレットを交換する交換装置とを備え、
    前記制御装置を、
    一の前記パレットにおける前後及び左右方向の位置を測定する第1測定部、
    該第1測定部の測定結果に基づいて、前後及び左右方向の原点位置を設定する原点位置設定部、
    他の前記パレットにおける前後及び左右方向の位置を測定する第2測定部、
    前記原点位置設定部にて設定した原点位置及び前記第2測定部にて測定した位置の差分に基づいて、前後及び左右方向における前記他のパレットの補正量を設定する補正量設定部、及び
    前記交換装置によって前記一のパレットを前記他のパレットに交換する場合に、前記補正量設定部にて設定した補正量に基づいて、前記移動装置による前記主軸の移動を制御する制御部として機能させ
    前記制御部は、前記一及び他のパレットの交換中に前記主軸の前記補正量分の移動を制御すること
    を特徴とするコンピュータプログラム。
  8. 工作機械の主軸の位置を制御する制御装置で実行可能なコンピュータプログラムであっ
    て、
    前記工作機械は、前記主軸の移動を行う移動装置と、ワークを保持する複数のパレットを交換する交換装置とを備え、
    前記制御装置を、
    一の前記パレットにおける前後及び左右方向の位置を測定する第1測定部、
    該第1測定部の測定結果に基づいて、前後及び左右方向の原点位置を設定する原点位置設定部、
    他の前記パレットにおける前後及び左右方向の位置を測定する第2測定部、
    前記原点位置設定部にて設定した原点位置及び前記第2測定部にて測定した位置の差分に基づいて、前後及び左右方向における前記他のパレットの補正量を設定する補正量設定部、及び
    前記交換装置によって前記一のパレットを前記他のパレットに交換する場合に、前記補正量設定部にて設定した補正量に基づいて、前記移動装置による前記主軸の移動を制御する制御部として機能させ、
    前記一及び他のパレットには前後及び左右方向夫々に延びた溝が形成してあり、
    前記第1測定部及び第2測定部は各溝の両側面の中間位置を測定すること
    を特徴とするコンピュータプログラム。
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