JP7020557B2 - チャックの把握精度確認方法、チャックの爪交換方法およびチャックの把握精度確認装置 - Google Patents

Description

本発明は、チャックの把握精度確認方法、チャックの爪交換方法およびチャックの把握精度確認装置に関する。

従来、チャックのチャック本体に装着される爪は、加工するワークの大きさが変わる場合や、長期間の使用による摩耗が生じた場合に交換している。そして、爪を交換した際にチャックの把握精度の確認が行われる。特許文献１のような爪自動交換装置によって爪を交換する場合には、爪を交換した際に、チャックにマスタピースを把握させて、作業者が、チャックを回転させながら測定器の測定値を読み取ることで、マスタピースの振れを測定し、チャックの把握精度の確認を行っていた。また、作業者が、交換された爪を用いて加工されたワークの振れを測定することで、チャックの把握精度の確認を行う場合もある。

特許第３１８５８１６号公報

しかしながら、マスタピースやワークの振れ測定を作業者によって行う場合には、測定値の読み間違いや測定のバラツキ等の信頼性に問題があった。

そこで本発明の課題は、上記問題点に鑑み、信頼性を向上させることができるチャックの把握精度確認方法、チャックの爪交換方法およびチャックの把握精度確認装置を提供することを目的とする。

本発明は、
チャックの爪に測定対象物を把握して把握精度を確認するチャックの把握精度確認方法であって、
前記測定対象物を前記爪に把握する把握工程と、
前記測定対象物の振れを測定可能な測定器が設けられた移動体を、移動体駆動部を駆動させることによって、前記測定器が前記測定対象物の振れを測定可能な位置に移動させる移動工程と、
回転駆動部を駆動させることにより前記チャックを回転させながら、前記測定器により前記測定対象物の振れを測定する測定工程と、を備えた、チャックの把握精度確認方法、
を提供する。

上述したチャックの把握精度確認方法において、
前記移動体駆動部は、前記移動体を昇降させる昇降駆動部と、前記移動体を前記チャックの軸方向に移動させる軸方向移動駆動部と、前記軸方向で見たときに前記移動体を横方向に移動させる横方向移動駆動部と、を有している、
ようにしてもよい。

上述したチャックの把握精度確認方法において、
前記測定工程は、前記測定対象物の円筒外周面の振れを測定する第１測定工程と、前記測定対象物の先端面の振れを測定する第２測定工程と、を有している、
ようにしてもよい。

上述したチャックの把握精度確認方法において、
前記測定器は、上下方向の変位を測定可能な第１測定器と、水平方向の変位を測定可能な第２測定器と、を有している、
ようにしてもよい。

上述したチャックの把握精度確認方法において、
前記移動工程において、前記移動体駆動部を駆動させることによって、前記移動体を、前記第１測定器が前記測定対象物の振れを測定可能な位置に移動させ、
前記第１測定工程において、前記第１測定器により、前記測定対象物の前記円筒外周面の振れを測定し、
前記第１測定工程の後に、前記移動体駆動部を駆動させることによって、前記移動体を、前記第２測定器が前記測定対象物の振れを測定可能な位置に移動させ、
前記第２測定工程において、前記第２測定器により、前記測定対象物の前記先端面の振れを測定する、
ようにしてもよい。

上述したチャックの把握精度確認方法において、
前記把握工程において、前記測定対象物は、前記移動体により前記チャックに搬送される、
ようにしてもよい。

また、本発明は、
チャックの爪を交換する交換工程と、
上述のチャックの把握精度確認方法により、前記交換工程後の前記チャックの把握精度を確認する把握精度確認工程と、を備えた、チャックの爪交換方法、
を提供する。

また、本発明は、
チャックの爪に測定対象物を把握して把握精度を確認するチャックの把握精度確認装置であって、
前記チャックを回転させる回転駆動部と、
前記チャックに対して移動可能に設けられた移動体と、
前記移動体を前記測定対象物に対して移動させる移動体駆動部と、
前記移動体に設けられ、前記測定対象物の振れを測定する測定器と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記測定器が前記測定対象物の振れを測定可能な位置に前記移動体を移動させた後、前記チャックを回転させながら、前記測定器により前記測定対象物の振れを測定させるように、前記回転駆動部、前記移動体駆動部および前記測定器を制御する、チャックの把握精度確認装置、
を提供する。

上述したチャックの把握精度確認装置において、
前記移動体駆動部は、前記移動体を昇降させる昇降駆動部と、前記移動体を前記チャックの軸方向に移動させる軸方向移動駆動部と、前記軸方向で見たときに前記移動体を横方向に移動させる横方向移動駆動部と、を有している、
ようにしてもよい。

上述したチャックの把握精度確認装置において、
前記測定器は、上下方向の変位を測定可能な第１測定器と、水平方向の変位を測定可能な第２測定器と、を有している、
ようにしてもよい。

上述したチャックの把握精度確認装置において、
前記制御部は、前記第１測定器が前記測定対象物の円筒外周面の振れを測定可能な位置に前記移動体を移動させて、前記第１測定器により前記測定対象物の前記円筒外周面の振れを測定し、前記第２測定器が前記測定対象物の先端面の振れを測定可能な位置に前記移動体を移動させて、前記第２測定器により前記測定対象物の先端面の振れを測定するように、前記移動体駆動部および前記測定器を制御する、
ようにしてもよい。

上述したチャックの把握精度確認装置において、
前記移動体は、前記チャックに前記測定対象物を搬送可能である、
ようにしてもよい。

本発明によれば、信頼性を向上させることができる。

本実施の形態によるチャックの把握精度確認装置およびチャックを軸方向で見た図であって、チャックに把握させたマスタピースの円筒外周面の振れを測定している状態を示す図である。 図１のＺ矢視図である。 図２のローダーがマスタピースを搬送する状態を示す図である。 図２の爪自動交換装置を示す概略図である。 図２のチャックの把握精度確認装置において、チャックに把握させたマスタピースの先端面の振れを測定している状態を示す図である。 図２のチャックの把握精度確認装置において、爪の動作を測定している状態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態では、チャックが、ＮＣ旋盤等の工作機械のチャックである例について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

まず、工作機械のチャックについて概略説明する。

図１および図２に示すように、チャック１は、工作機械の主軸１０に固着されたチャック本体３と、加工するワークＷやマスタピースＭＰをクランプする（把握する）爪４と、を備えている。本実施の形態によるチャック１は、３つの爪４を備えている。加工するワークＷやマスタピースＭＰは、図３に示すように、搬送装置として例示するローダー２によってチャック１に搬送されるようになっている。

チャック１にクランプされた加工するワークＷは、複数の刃具を備えた刃物台（図示しない）によって加工される。図２に示すように、チャック１は、主軸１０を介して回転駆動部１１によって回転可能になっており、加工時には回転駆動部１１が駆動されて主軸１０と共にチャック１が回転することにより、ワークＷは回転しながら加工される。加工内容によっては、ワークＷは、回転せずに停止状態で加工される場合もある。刃物台は、チャック１の軸方向Ｘに移動可能であると共に、軸方向Ｘで見たときの横方向Ｙ（または水平方向）、および上下方向にも移動可能になっている。

図４に示すように、チャック１の上方には、例えば特許第３１８５８１６号公報に記載のような爪自動交換装置１２が設置されている。この爪自動交換装置１２によって、チャック本体３に装着される爪４は、自動的に交換可能になっている。例えば、加工するワークＷの大きさが変わる場合や、長期間の使用による摩耗が生じた場合に、爪４は交換される。爪４は加工するワークＷの大きさ（より具体的にはワークＷの基端部分の外径）に対応して、ワークＷを把握可能となるように形成されている。このため、複数種類の爪４が爪自動交換装置１２のストッカー（図示せず）に収納されている。

図４に示すように、爪自動交換装置１２は、昇降可能なフィンガ１３と、フィンガ１３を昇降させる爪昇降駆動部１４と、を有している。フィンガ１３は、爪４の上部に設けられた取付ブロック１５の引掛溝１５ａに係止可能なカギ片１３ａを含んでいる。フィンガ１３のカギ片１３ａが取付ブロック１５の引掛溝１５ａに係止すると共に、爪昇降駆動部１４を駆動させることにより、爪４が昇降するようになっている。また、フィンガ１３は、チャック１の軸方向Ｘにも移動可能になっている。

図２および図４に示すように、爪４は、チャック本体３に設けられた取付溝３ａに嵌合するベースジョー１６と、ベースジョー１６に取り付けられ、チャック本体３の端面（図２における右側の端面）から突出したトップジョー１７と、を有している。取付溝３ａは、半径方向に延びていると共に、チャック本体３の外周面に開口している。また、取付溝３ａは、図１および図４に示すように、チャック本体３の端面でも開口している。トップジョー１７が取り付けられたベースジョー１６は、半径方向外側から（上方から）取付溝３ａに挿入されて、半径方向内側に移動させることにより、爪４をチャック１に取り付けることができる。この際、爪４は、爪昇降駆動部１４の駆動が停止する位置まで半径方向内側に移動する。爪４を取り外す際には、半径方向外側に爪４を移動させて、取付溝３ａから引き抜く。

チャック本体３の内部には、３つの爪４に対応させて３つのマスタジョー１８が設けられている。３つのマスタジョー１８は、図示しない爪駆動部により、半径方向に同期して移動可能になっている。図４に示すように、マスタジョー１８内に、爪係脱装置１９が設けられており、ベースジョー１６は、マスタジョー１８と係脱可能になっている。すなわち、爪係脱装置１９は噛合部材２０を有しており、噛合部材２０の先端面（ベースジョー１６の側の面）には、ラック歯２０ａが設けられている。このラック歯２０ａが、ベースジョー１６の後端面（マスタジョー１８の側の面）に設けられたラック歯１６ａに噛み合い可能になっている。噛合部材２０は、軸方向Ｘに移動可能になっており、ベースジョー１６の側に前進すると、噛合部材２０のラック歯２０ａが、ベースジョー１６のラック歯１６ａに噛み合う。このことにより、ベースジョー１６、トップジョー１７およびマスタジョー１８は、半径方向に一体的に移動可能になる。一方、噛合部材２０がベースジョー１６から後退すると、噛合部材２０のラック歯２０ａとベースジョー１６のラック歯１６ａの噛み合いが解除される。このことにより、ベースジョー１６およびトップジョー１７は、マスタジョー１８とは別体に半径方向に移動可能となり、爪４を交換することが可能になる。

マスタピースＭＰを把握する場合には、各トップジョー１７が、ベースジョー１６およびマスタジョー１８と共に半径方向内側に移動し、図１および図２に示すように、各トップジョー１７の内側端部に設けられた内周当接面１７ａが、マスタピースＭＰの基端外周当接面ＭＰｃ（後述）に当接する（チャック１が閉じる）。各トップジョー１７の内周当接面１７ａがマスタピースＭＰの基端外周当接面ＭＰｃに当接して押圧することにより、マスタピースＭＰが爪４に把握される。

一方、マスタピースＭＰを取り外す場合には、各トップジョー１７が、ベースジョー１６およびマスタジョー１８と共に半径方向外側に移動し、各トップジョー１７の内周当接面１７ａがマスタピースＭＰから離間する（チャック１が開く）。このことにより、マスタピースＭＰが爪４から取り外される。

このような爪４を交換する場合には、ワークＷの加工精度を維持するために、交換した爪４によるチャック１の把握精度の確認が行われる。すなわち、上述したように、爪４のベースジョー１６が、爪係脱装置１９によってマスタジョー１８に係合すると、マスタジョー１８と一体的に半径方向に移動可能となるとともに、他の爪４のベースジョー１６と同期して移動可能となる。しかしながら、各爪４においてベースジョー１６の半径方向位置が異なった状態で爪４がチャック本体３に装着されると、各トップジョー１７が、マスタピースＭＰの基端外周当接面ＭＰｃに均等に当接することが困難になり、チャック１による把握が偏る。このような状態のチャック１にワークＷを把握して回転させた場合にはワークＷの振れが大きくなり、ワークＷの加工精度が低下し得る。本実施の形態によるチャック１の把握精度確認装置は（以下、単に把握精度確認装置２１と記す）は、このような問題に対処するための装置であり、上述のようなチャック１の爪４に測定対象物（以下、一例としてのマスタピースＭＰと記す）を把握して把握精度を確認するための装置である。

図１および図２に示すように、本実施の形態による把握精度確認装置２１は、チャック１を回転させる回転駆動部１１と、チャック１に対して移動可能に設けられたハンド部２２（移動体）と、ローダー駆動部２３（移動体駆動部）と、測定器６と、制御部２４と、を備えている。

図２および図３に示すように、マスタピースＭＰは、円筒外周面ＭＰａと、先端面ＭＰｂと、基端外周当接面ＭＰｃと、基端面ＭＰｄと、を有している。マスタピースＭＰがチャック１に把握された状態では、円筒外周面ＭＰａは、軸方向Ｘに沿うようになり、先端面ＭＰｂおよび基端面ＭＰｄは、軸方向Ｘに垂直になる。先端面ＭＰｂは、チャック１の側とは反対側に位置し、基端面ＭＰｄは、チャック１の側に位置する。基端外周当接面ＭＰｃは、基端面ＭＰｄの側に位置し、爪４に把握される部分である。ワークＷに対応させて複数種類のマスタピースＭＰが、ストッカー（図示せず）に収納されている。すなわち、ストッカーには、基端外周当接面ＭＰｃの外径が異なるマスタピースＭＰが複数種類収納されている。

図１および図２に示すように、ローダー２は、ハンド部２２（移動体）を有しており、このハンド部２２が、マスタピースＭＰおよびチャック１に対して移動可能に設けられている。ローダー２は、上述したように、マスタピースＭＰをチャック１に搬送するための装置であり、ハンド部２２は、マスタピースＭＰをチャック１に搬送可能になっている。より具体的には図３に示すように、ローダー２のハンド部２２には、マスタピースＭＰをクランプする一対のハンド爪２５が取り付けられており、一対のハンド爪２５の間にマスタピースＭＰがクランプされる。ハンド爪２５は、直方体状のハンド部２２の一の側面に取り付けられている。ローダー２は、マスタピースＭＰを、チャック１の爪４にクランプ可能な位置に搬送すると共に、チャック１から上述したストッカーに搬送する。ローダー２は、マスタピースＭＰと同様にしてワークＷも搬送可能になっている。

ローダー２のハンド部２２は、ローダー駆動部２３（移動体駆動部）によってチャック１に対して移動する。ローダー駆動部２３は、ハンド部２２を昇降させるローダー昇降駆動部２６と、ハンド部２２をチャック１の軸方向Ｘに移動させる軸方向移動駆動部２７と、軸方向Ｘで見たときにハンド部２２を横方向Ｙに移動させる横方向移動駆動部２８と、を有している。より具体的には、工作機械の本体に、軸方向Ｘで見たときに横方向Ｙ（または水平方向）に延びる横方向レール２９が取り付けられており、この横方向レール２９に沿って第１走行台３０が走行可能になっている。この第１走行台３０に、横方向移動駆動部２８が内蔵されていてもよい。また、第１走行台３０に対して、軸方向Ｘに延びる軸方向レール３１が軸方向Ｘに沿って走行可能になっている。軸方向レール３１には第２走行台３２が取り付けられており、第２走行台３２は軸方向レール３１と共に、軸方向Ｘに走行可能になっている。上述した軸方向移動駆動部２７は、第１走行台３０に内蔵されていてもよい。さらに、第２走行台３２に対して、上下方向に延びる昇降ロッド３３が昇降可能になっている。昇降ロッド３３の下端に、ハンド部２２が取り付けられている。第２走行台３２に、ローダー昇降駆動部２６が内蔵されていてもよい。このようにして、ローダー２のハンド部２２は、チャック１に対して、軸方向Ｘ、横方向Ｙおよび上下方向に移動可能になっている。更に、第２走行台３２に、昇降ロッド３３を回転させるローダー回転駆動部３４が内蔵されていてもよい。ローダー回転駆動部３４は、昇降ロッド３３の上下方向に延びる中心軸線を中心にして、昇降ロッド３３およびハンド部２２を回転させるようにしてもよい。

図１および図２に示すように、ローダー２のハンド部２２には、マスタピースＭＰの振れを測定する測定器６が取り付けられている。測定器６は、上下方向の変位を測定可能な第１センサ６ａ（第１測定器）と、水平方向の変位を測定可能な第２センサ６ｂ（第２測定器）と、を有している。第１センサ６ａおよび第２センサ６ｂは、取付部材５を介してハンド部２２に取り付けられている。取付部材５は、直方体状のハンド部２２の４つの側面のうち上述したハンド爪２５とは反対側の側面に取り付けられている。第１センサ６ａは、直方体状の取付部材５の下面に取り付けられており、上方からマスタピースＭＰに接触または近接して、マスタピースＭＰの振れを測定可能になっている。第２センサ６ｂは、取付部材５の側面（ハンド爪２５とは反対側の側面）に取り付けられており、水平方向でマスタピースＭＰに接触または近接して、マスタピースＭＰの振れを測定可能になっている。第１センサ６ａおよび第２センサ６ｂの例としては、変位センサやタッチプローブ等が挙げられるが、マスタピースＭＰの振れを測定することができれば、これに限られることはない。また、第１センサ６ａおよび第２センサ６ｂは、マスタピースＭＰに接触して振れを測定する接触式のセンサであってもよく、マスタピースＭＰとは離間して振れを測定する非接触式のセンサであってもよい。ここで、振れとは、マスタピースＭＰを回転させている間の、マスタピースＭＰの測定対象面（円筒外周面ＭＰａまたは先端面ＭＰｂ）の変位を意味する。

制御部２４は、上述した回転駆動部１１、ローダー駆動部２３および測定器６等を制御する。より具体的には、制御部２４は、まず、測定器６がマスタピースＭＰの振れを測定可能となる位置にハンド部２２を移動させ、続いて、チャック１を回転させ、その後、測定器６にマスタピースＭＰの振れを測定させるように、回転駆動部１１、ローダー駆動部２３および測定器６を制御する。制御部２４は、マスタピースＭＰの振れを測定させる際には、第１センサ６ａによりマスタピースＭＰの円筒外周面ＭＰａの振れを測定する第１測定工程（図２参照）と、第２センサ６ｂによりマスタピースＭＰの先端面ＭＰｂの振れを測定する第２測定工程（図５参照）と、を行うようにしてもよい。

例えば、制御部２４がローダー駆動部２３および測定器６を制御することにより、第１センサ６ａがマスタピースＭＰの円筒外周面ＭＰａの振れを測定可能な位置にハンド部２２を移動させて第１測定工程を行い、第２センサ６ｂがマスタピースＭＰの先端面ＭＰｂの振れを測定可能な位置にハンド部２２を移動させて第２測定工程を行うようにしてもよい。このうち第１測定工程では、第１測定位置と、第２測定位置とで、マスタピースＭＰの円筒外周面ＭＰａの振れを測定するようにしてもよい。このうち第１測定位置は、マスタピースＭＰの円筒外周面ＭＰａのうちチャック本体３の側の部分（マスタピースＭＰの基端側の部分）で円筒外周面ＭＰａの振れが測定可能となる位置である。第２測定位置は、マスタピースＭＰの円筒外周面ＭＰａのうちチャック本体３とは反対側の部分（マスタピースＭＰの先端側の部分）で円筒外周面ＭＰａの振れが測定可能となる位置である。図２において、第１測定位置を二点鎖線で示し、第２測定位置を実線で示している。第２測定工程では、図５に示すように、第３測定位置でマスタピースＭＰの振れを測定するようにしてもよい。第３測定位置は、マスタピースＭＰの先端面ＭＰｂ（チャック本体３とは反対側の端面）の振れが測定可能となる位置である。第３測定位置は、先端面ＭＰｂのうちマスタピースＭＰの外周縁の側で先端面ＭＰｂの振れが測定可能となる位置とすることが好ましい。

また、制御部２４は、第１センサ６ａおよび第２センサ６ｂにより測定されたマスタピースＭＰの振れの測定値を記録する。測定値は、チャック１の回転位相と関連づけて記録されるようにしてもよい。なお、センサ６ａ、６ｂによる測定は、例えば、所定の位相間隔で行うようにしてもよい。

また、制御部２４は、測定器６によるマスタピースＭＰの振れの測定値に基づいて、マスタピースＭＰの振れが正常であるか異常であるかを判断する。この正常か異常かの判断は、例えば、振れの幅が、所定の基準値よりも大きいか否かで判断するようにしてもよい。基準値は、上述した３つの測定位置それぞれに設定して、測定位置毎に、正常か異常かを判断してもよい。また、正常か異常かの判断は、上述した３つの測定位置におけるマスタピースＭＰの振れの測定値のうちのいずれか任意の１つの測定位置で得られた測定値で異常がある場合に、異常と判断してもよい。

異常であると判断した場合には、制御部２４は、警報を報知するようにしてもよい。例えば、工作機械のディスプレイに、異常である旨の表示をしてもよい。あるいは、ランプの点灯や点滅などで異常を報知してもよく、ブザーなどの警報音で異常を報知してもよい。異常の報知は、マスタピースＭＰの振れの測定中に行ってもよく、測定完了後に行うようにしてもよい。

次に、本実施の形態によるチャック１の把握精度確認方法について説明する。ここでは、爪４を交換するチャック１の爪交換方法を行う際に、チャック１の把握精度確認方法を行う例について説明する。

まず、爪交換工程として、爪４を交換する。より具体的には、まず、チャック１を回転させることにより、チャック１に取り付けられている３つの爪４のうち、交換する爪４を取付溝３ａから上方に引き抜き可能な位置に位置づける。続いて、爪自動交換装置１２のフィンガ１３を下降させて、チャック１の軸方向Ｘに沿って爪４の取付ブロック１５の引掛溝１５ａの側に前進させて、フィンガ１３のカギ片１３ａを取付ブロック１５の引掛溝１５ａに係止させる。次に、爪係脱装置１９の噛合部材２０を後退させて、マスタジョー１８との係合を解除する。その後、フィンガ１３を上昇させて、チャック本体３の取付溝３ａから爪４を引き抜く。次に、引き抜いた爪４をストッカー（図示せず）に搬送して収納し、他の爪４をフィンガ１３に係止させる。続いて、フィンガ１３を取付溝３ａの上方に搬送させて下降させ、チャック本体３の取付溝３ａに挿入する。次に、爪係脱装置１９の噛合部材２０を前進させて、取付溝３ａに挿入された爪４のベースジョー１６をマスタジョー１８に係合させる。次に、フィンガ１３のカギ片１３ａをチャック１の軸方向Ｘに沿って移動させて取付ブロック１５の引掛溝１５ａから後退させる。そして、フィンガ１３を上昇させて退避させる。このような動作を、他の爪４に対して行うことにより、チャック１に取り付けられていた３つの爪４を交換することができる。

爪交換工程の後、把握精度確認工程として、チャック１の把握精度の確認を行う。

まず、把握工程として、マスタピースＭＰが爪４にクランプされる。より具体的には、まず、ローダー２のハンド部２２が、ストッカー（図示せず）に収納されている所望のマスタピースＭＰをハンド爪２５にクランプする。続いて、このマスタピースＭＰがチャック１の爪４にクランプ可能な位置に搬送される。この際、各爪４のトップジョー１７は、マスタピースＭＰをクランプする位置よりも半径方向外側に位置している。マスタピースＭＰの搬送時には、マスタピースＭＰの基端面ＭＰｄをチャック１の側に位置づけるため、ハンド爪２５が取付部材５よりもチャック１の側に向くような姿勢になる。マスタピースＭＰがチャック１の爪４にクランプ可能な位置に達すると、マスタピースＭＰの基端面ＭＰｄは、トップジョー１７の内周当接面１７ａよりも内側に設けられた軸方向Ｘに垂直な当接端面１７ｂに当接する。次に、各マスタジョー１８が半径方向内側に同期して移動し、これに伴い、各トップジョー１７も半径方向内側に同期して移動する。これにより、トップジョー１７の内周当接面１７ａが、マスタピースＭＰの基端外周当接面ＭＰｃに当接し、マスタピースＭＰが爪４にクランプされる。その後、ハンド部２２は、マスタピースＭＰのクランプを解除する。このようにして、マスタピースＭＰが３つの爪４にクランプされる。

把握工程の後、移動工程として、測定器６がマスタピースＭＰの振れを測定可能な位置にハンド部２２を移動する。より具体的には、ローダー駆動部２３のローダー昇降駆動部２６、軸方向移動駆動部２７および横方向移動駆動部２８を駆動させることにより、測定器６の第１センサ６ａまたは第２センサ６ｂを、所望の位置に移動する。また、ローダー回転駆動部３４を駆動させることにより、ハンド部２２の姿勢を変えてもよい。ここでは、図１に示すように、軸方向ＸでマスタピースＭＰの先端から基端に向かって見たときに、取付部材５が左側に位置し、ハンド爪２５が右側に位置するようにハンド部２２の向きを変える。また、ハンド部２２を、第１センサ６ａがマスタピースＭＰの振れを測定可能な位置に移動させてもよい。ここでは、ハンド部２２を、マスタピースＭＰの円筒外周面ＭＰａのうちマスタピースＭＰの基端側の部分において第１センサ６ａがマスタピースＭＰの振れを測定可能となる第１測定位置（図２の二点鎖線で示す位置）に移動させる。

移動工程の後、測定工程として、測定器６の第１センサ６ａによりマスタピースＭＰの振れを測定する。測定工程は、第１センサ６ａによりマスタピースＭＰの円筒外周面ＭＰａの振れを測定する第１測定工程と、第２センサ６ｂによりマスタピースＭＰの先端面ＭＰｂの振れを測定する第２測定工程と、を有していてもよい。

例えば、まず、第１測定工程を行う。この際、第１測定位置に位置づけられた第１センサ６ａにより、マスタピースＭＰの基端側においてマスタピースＭＰの円筒外周面ＭＰａの振れを測定する。この間、回転駆動部１１を駆動して主軸１０およびチャック１と共にマスタピースＭＰを回転させる。例えば、円筒外周面ＭＰａの振れの測定は、３つの爪４のうちの一の爪４から他の一の爪４を通過して残りの爪４に達するまでチャック１を回転させている間に行ってもよい。このときのチャック１の回転角は、本実施の形態のように爪４が３つ設けられている場合には２４０°となる（爪４が２つ設けられる場合には１８０°となる）。あるいは、チャック１を１回転（３６０°回転）させている間、円筒外周面ＭＰａの振れを測定するようにしてもよく、マスタピースＭＰの振れを効果的に測定することができれば、測定時の回転角は任意である。得られた測定値は、チャック１の回転位相と関連づけて制御部２４に記録される。

次に、ハンド部２２を、マスタピースＭＰの円筒外周面ＭＰａのうちマスタピースＭＰの先端側の部分で第１センサ６ａがマスタピースＭＰの振れを測定可能となる第２測定位置（図２の実線で示す位置）に移動させる。そして、第２測定位置に位置づけられた第１センサ６ａにより、マスタピースＭＰの先端側の部分においてマスタピースＭＰの円筒外周面ＭＰａの振れを測定する。この間、上述した第１測定位置における測定と同様にして、回転駆動部１１を駆動して主軸１０およびチャック１と共にマスタピースＭＰを回転させる。得られた測定値は、チャック１の回転位相と関連づけて制御部２４に記録される。

次に、ハンド部２２を、第２センサ６ｂがマスタピースＭＰの振れを測定可能な位置に移動させる。ここでは、ハンド部２２を、マスタピースＭＰの先端面ＭＰｂで第２センサ６ｂがマスタピースＭＰの振れを測定可能となる第３測定位置（図５に示す位置）に移動させる。そして、第２測定工程を行う。この際、第３測定位置に位置づけられた第２センサ６ｂにより、マスタピースＭＰの先端面ＭＰｂの振れを測定する。この間、上述した第１測定位置における測定と同様にして、回転駆動部１１を駆動して主軸１０およびチャック１と共にマスタピースＭＰを回転させる。得られた測定値は、チャック１の回転位相と関連づけて制御部２４に記録される。

このようにして、チャック１にクランプされたマスタピースＭＰの測定位置に測定器６を移動させた後、チャック１を自動的に回転させると共にマスタピースＭＰの振れを自動的に測定することができる。測定が完了した後、ハンド部２２は、マスタピースＭＰから離れた位置に退避してもよい。

測定工程の後、判断工程として、マスタピースＭＰの振れの測定値に基づいて、マスタピースＭＰの振れが正常であるか異常であるが判断される。異常であると判断された場合には、異常であることが報知される。この場合には、作業者が、取付異常が発生している爪４のチャック本体３に対する装着を修正し（例えば、装着し直し）、再度、把握精度の確認を行ってもよい。

マスタピースＭＰの振れが正常であると判断された場合には、マスタピースＭＰが爪４から取り外される。この場合、まず、ローダー２のハンド部２２が、マスタピースＭＰをクランプする。続いて、各マスタジョー１８が半径方向外側に同期して移動し、これに伴い、各トップジョー１７も半径方向外側に同期して移動する。これにより、トップジョー１７の内周当接面１７ａが、マスタピースＭＰの基端外周当接面ＭＰｃから離間し、マスタピースＭＰの爪４によるクランプを解除する。そして、マスタピースＭＰをストッカーに搬送して収納する。

次に、ハンド部２２が、ストッカーに収納されている所望のワークＷをクランプし、このワークＷがチャック１の爪４にクランプ可能な位置に搬送される。この際、各爪４のトップジョー１７は、ワークＷをクランプする位置よりも半径方向外側に位置している。ワークＷがチャック１の爪４にクランプ可能な位置に達すると、ワークＷの基端面は、トップジョー１７の当接端面１７ｂに当接する。次に、各マスタジョー１８が半径方向内側に同期して移動し、これに伴い、各トップジョー１７も半径方向内側に同期して移動する。これにより、トップジョー１７の内周当接面１７ａが、ワークＷに当接し、ワークＷが爪４にクランプされる。その後、ハンド部２２は、ワークＷのクランプを解除する。このようにして、ワークＷが３つの爪４にクランプされる。

その後、爪４にクランプされたワークＷが、図示しない刃物台の刃具によって加工される。上述したように、爪４の交換後であってワークＷの加工前に、爪４の把握精度を確認してマスタピースＭＰの振れが正常であると判断している。このため、把握精度を確認して正常であると判断された爪４でワークＷを把握することができ、ワークＷの加工精度を確保することができる。

このようにして、作業者自身が振れを測定することを不要にでき、作業者による測定値の読み間違いや測定のバラツキ等の問題を回避することができる。そして、測定器６による振れの測定値とチャック１の回転位相とが関連づけられることで、振れの測定値が異常であった回転位相を容易に認識することができる。すなわち、マスタピースＭＰが長尺である場合には、チャック１と振れの測定箇所が離れることで、振れの測定値とチャック１の回転位相を同時に観測することが困難になっていた。しかしながら、本実施の形態によれば、マスタピースＭＰが長尺であっても、振れの測定値が異常であったチャック１の回転位相を容易に認識することができる。このため、取付異常の爪４を容易に判別することができ、爪４の取付修正作業を効率良く行うことができる。また、チャック本体３に装着される爪４を交換した後、ワークＷを加工する前にチャック１の把握精度の確認が実施できるため、加工不良のワークＷを発見した場合には、交換した爪４以外の原因（刃具や機械トラブル等）で加工不良が発生していることが容易に判別できる。

なお、本実施の形態によるチャック１の把握精度確認装置２１は、爪４の動作状態を確認するために用いることもできる。すなわち、３つの爪４を半径方向に移動させるための機構は、上述したようにマスタジョー１８等によって構成されているが、この機構が正常か異常かを確認するために本実施の形態による把握精度確認装置２１を用いることもできる。この場合、図６に示すように、爪４を半径方向外側に移動させてチャック１を開いた場合に、各爪４の外周面の位置を測定器６の第１センサ６ａまたは第２センサ６ｂで測定してもよい。各爪４で外周面の位置が異なる場合には、この機構に異常が発生していると判断することができる。また、一の爪４に対して、外周面の位置の測定値をデータとして集積して分析することによっても、機構が正常か異常かの判断をすることができる。異常が発生していると判断した場合には、作業者によって機構を修正することができる。このため、チャック１の予防保全に寄与することができる。

このように本実施の形態によれば、測定器６が取り付けられたローダー２のハンド部２２を、ローダー駆動部２３を駆動させることによって、測定器６がマスタピースＭＰの振れを測定可能な位置に移動させ、当該位置において測定器６がマスタピースＭＰの振れを測定する。このことにより、マスタピースＭＰの振れを自動的に測定することができ、作業者による作業を不要にすることができる。このため、爪４を交換した後のチャック１の把握精度確認の信頼性を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、ローダー駆動部２３は、ハンド部２２を昇降させるローダー昇降駆動部２６と、ハンド部２２をチャック１の軸方向Ｘに移動させる軸方向移動駆動部２７と、軸方向Ｘで見たときにハンド部２２を横方向Ｙに移動させる横方向移動駆動部２８と、を有している。このことにより、測定器６が取り付けられたハンド部２２を、測定器６がマスタピースＭＰの振れを測定可能な位置に容易に移動させることができる。このため、測定器６の振れの測定値の測定精度を確保することができ、チャック１の把握精度確認の信頼性を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、第１測定工程として、マスタピースＭＰの円筒外周面ＭＰａの振れを測定し、第２測定工程として、マスタピースＭＰの先端面ＭＰｂの振れを測定する。このことにより、マスタピースＭＰの振れを異なる位置で測定することができる。このため、チャック１の把握精度確認の信頼性を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、測定器６は、上下方向の変位を測定可能な第１センサ６ａと、水平方向の変位を測定可能な第２センサ６ｂと、を有している。このことにより、第１センサ６ａによりマスタピースＭＰの円筒外周面ＭＰａの振れを測定することができ、第２センサ６ｂによりマスタピースＭＰの先端面ＭＰｂの振れを測定することができる。このため、第１測定工程から第２測定工程に移行する際に、ハンド部２２の移動量を低減することができる。このため、マスタピースＭＰの振れの測定時間を短縮させることができる。

また、本実施の形態によれば、ローダー駆動部２３を駆動させることによって、ハンド部２２を第１センサ６ａがマスタピースＭＰの振れを測定可能な位置に移動させて、第１測定工程が行われる。そして、ローダー駆動部２３を駆動させることによって、ハンド部２２を第２センサ６ｂがマスタピースＭＰの先端面ＭＰｂの振れを測定可能な位置に移動させて、第２測定工程が行われる。このことにより、マスタピースＭＰの振れを異なる位置で自動的に測定することができ、作業者による作業を不要にすることができる。このため、爪４を交換した後のチャック１の把握精度確認の信頼性を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、マスタピースＭＰは、ハンド部２２にクランプされてチャック１に搬送される。このことにより、マスタピースＭＰを爪４に把握する工程を、自動的に行うことができる。このため、爪４を交換した後のチャック１の把握精度を容易に確認することができ、作業者による作業を不要にすることができる。

なお、上述した本実施の形態においては、測定対象物の一例として、チャック１の把握精度を確認するために爪４にクランプされたマスタピースＭＰの振れを測定する例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、爪４にクランプされたワークＷの振れを測定して、チャック１の把握精度を確認するようにしてもよい。この場合には、ワークＷを加工する前にチャック１の把握精度を確認してもよく、ワークＷを加工した後にチャック１の把握精度を確認するようにしてもよい。

また、上述した本実施の形態においては、マスタピースＭＰの振れを測定する測定器６が、上下方向の変位を測定可能な第１センサ６ａと、水平方向の変位を測定可能な第２センサ６ｂと、を有している例について説明した。しかしながら、測定器６の構成はこれに限られることはない。センサの個数は１つであってもよく、３つ以上であってもよい。例えば、第２センサ６ｂを、マスタピースＭＰの側方で第１測定位置に相当する位置および／または第２測定位置に相当する位置に位置づけて、マスタピースＭＰの円筒外周面ＭＰａの振れを測定するようにしてもよい。

また、上述した本実施の形態においては、第１測定位置（マスタピースＭＰの基端側の部分）および第２測定位置（マスタピースＭＰの先端側の部分）においてマスタピースＭＰの円筒外周面ＭＰａの振れをそれぞれ測定すると共に、第３測定位置においてマスタピースＭＰの先端面ＭＰｂの振れを測定する例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、チャック１の把握精度の確認の信頼性を確保することができれば、これら３つの測定位置のうちの任意の１つの測定位置で、マスタピースＭＰの振れを測定して、チャック１の把握精度を判断するようにしてもよい。

また、上述した本実施の形態においては、爪４を交換するチャック１の爪交換方法を行う際に、チャック１の把握精度の確認を行う例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、爪４を交換しない場合であっても、爪４が長期間の使用による摩耗が生じたと想定される場合に、チャック１の把握精度の確認を行うようにしてもよい。

また、上述した本実施の形態においては、加工するワークＷやマスタピースＭＰを搬送するローダー２のハンド部２２に取付部材５を介して測定器６を設ける例について説明した。しかしながら、このことに限られることはない。例えば、工作機械が、チャック１に対して移動可能なロボットを備えている場合には、このロボットに、測定器６が取り付けられていてもよい。例えば、このロボットの先端部に、爪自動交換装置１２が取り付けられている場合には、この爪自動交換装置１２に測定器６が取り付けられていてもよい。また、ローダー２のハンド部２２の代わりに、ワークＷの加工に使用される刃物台（タレットともいう）や、刃具を自転させるミル軸に測定器６を取り付けてもよい。

また、上述した本実施の形態においては、チャック１が３つの爪４を備えている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、爪４の個数は２つであってもよく、４つ以上であってもよい。

また、上述した本実施の形態においては、チャック１が工作機械のチャックである例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、本実施の形態は、検査装置に用いられるチャックにも適用することができる。この場合であっても、本実施の形態によるチャック１の把握精度の確認を行うことにより、検査装置によるワークＷの検査の精度を確保することができる。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく発明の趣旨を逸脱しない範囲内において構成の一部を適宜変更して実施できる。

Claims (8)

1. チャックの爪に測定対象物を把握して把握精度を確認するチャックの把握精度確認方法であって、
   前記測定対象物を前記爪に把握する把握工程と、
   前記測定対象物の振れを測定可能な測定器が設けられた移動体を、移動体駆動部を駆動させることによって、前記測定器が前記測定対象物の振れを測定可能な位置に移動させる移動工程と、
   回転駆動部を駆動させることにより前記チャックを回転させながら、前記測定器により前記測定対象物の振れを測定する測定工程と、を備え、
   前記測定工程は、前記測定対象物の円筒外周面の振れを測定する第１測定工程と、前記測定対象物の先端面の振れを測定する第２測定工程と、を有し、
   前記移動体に、前記測定対象物を把握するハンド爪が設けられ、
   前記把握工程において、前記測定対象物は、前記ハンド爪に把握されて前記移動体により前記チャックに搬送される、チャックの把握精度確認方法。
2. 前記移動体駆動部は、前記移動体を昇降させる昇降駆動部と、前記移動体を前記チャックの軸方向に移動させる軸方向移動駆動部と、前記軸方向で見たときに前記移動体を横方向に移動させる横方向移動駆動部と、を有している、請求項１に記載のチャックの把握精度確認方法。
3. 前記測定器は、上下方向の変位を測定可能な第１測定器と、水平方向の変位を測定可能な第２測定器と、を有している、請求項１または２に記載のチャックの把握精度確認方法。
4. 前記移動工程において、前記移動体駆動部を駆動させることによって、前記移動体を、前記第１測定器が前記測定対象物の振れを測定可能な位置に移動させ、
   前記第１測定工程において、前記第１測定器により、前記測定対象物の前記円筒外周面の振れを測定し、
   前記第１測定工程の後に、前記移動体駆動部を駆動させることによって、前記移動体を、前記第２測定器が前記測定対象物の振れを測定可能な位置に移動させ、
   前記第２測定工程において、前記第２測定器により、前記測定対象物の前記先端面の振れを測定する、請求項３に記載のチャックの把握精度確認方法。
5. チャックの爪を交換する交換工程と、
   請求項１～４のいずれか一項に記載のチャックの把握精度確認方法により、前記交換工程後の前記チャックの把握精度を確認する把握精度確認工程と、を備えた、チャックの爪交換方法。
6. チャックの爪に測定対象物を把握して把握精度を確認するチャックの把握精度確認装置であって、
   前記チャックを回転させる回転駆動部と、
   前記チャックに対して移動可能に設けられた移動体と、
   前記移動体を前記測定対象物に対して移動させる移動体駆動部と、
   前記移動体に設けられ、前記測定対象物の振れを測定する測定器と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記測定器が前記測定対象物の振れを測定可能な位置に前記移動体を移動させた後、前記チャックを回転させながら、前記測定器により前記測定対象物の振れを測定させるように、前記回転駆動部、前記移動体駆動部および前記測定器を制御し、 前記測定器は、上下方向の変位を測定可能な第１測定器と、水平方向の変位を測定可能な第２測定器と、を有し、
   前記移動体に、前記測定対象物を把握するハンド爪が設けられ、
   前記移動体は、前記測定対象物を前記ハンド爪に把握して前記チャックに搬送可能である、チャックの把握精度確認装置。
7. 前記移動体駆動部は、前記移動体を昇降させる昇降駆動部と、前記移動体を前記チャックの軸方向に移動させる軸方向移動駆動部と、前記軸方向で見たときに前記移動体を横方向に移動させる横方向移動駆動部と、を有している、請求項６に記載のチャックの把握精度確認装置。
8. 前記制御部は、前記第１測定器が前記測定対象物の円筒外周面の振れを測定可能な位置に前記移動体を移動させて、前記第１測定器により前記測定対象物の前記円筒外周面の振れを測定し、前記第２測定器が前記測定対象物の先端面の振れを測定可能な位置に前記移動体を移動させて、前記第２測定器により前記測定対象物の先端面の振れを測定するように、前記移動体駆動部および前記測定器を制御する、請求項６または７に記載のチャックの把握精度確認装置。

Images