JP7049978B2 - 切削加工システム、加工誤差測定方法、および加工誤差測定装置 - Google Patents
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Description
加工機本体2と、測定データを出力する測定データ出力装置9と、測定データから回転切削工具の撓みおよび加工誤差を計算する加工誤差測定装置10から構成されている。
なお、歪センサ4を配置する2本の切れ刃線の軸周りの角度は、必ずしも厳密に90度でなくてもよい。例えば60度や45度とした場合は精度は落ちるものの目的は達成することはできる。
(64)から加工終了角θed(65)まで加工を行う際に、加工開始角θst(64)から加工終了角θed(65)直前までに被削材8に付けた加工面は、次の切れ刃66による加工によって削り取られる。従って、回転切削工具3の切れ刃62による加工が被削材8の加工面61に残るのは(切れ刃62による加工の痕跡が被削材8の加工面61に残るのは)、加工終了角θed(65)付近である。すなわち、回転切削工具3の撓みDの痕跡が被削材8の加工面61に残るのは、回転切削工具3の切れ刃62の回転角θ(63)が加工終了角θed(65)付近の時の撓みDである。
同時に、回転角検出装置5の測定、および各歪センサ4の測定データが測定データ出力装置9へ出力され、測定を開始する。測定データ出力装置9は、各測定値をA/D変換後、所定のサンプリングタイム毎に、同期した回転角データ、および歪データを一纏めに測定データとして、加工誤差測定装置10へ送信する処理を加工終了まで続ける。
Claims (13)
- 回転切削工具を取り付け可能な主軸を有する加工機と、
測定データ出力装置と、
回転切削工具の撓みに起因する加工誤差を算出する加工誤差測定装置と、
を備える切削加工システムであって、
前記回転切削工具の外周上に、第1及び第2の歪センサが、それぞれ工具軸方向に配置され、ここで、前記第1の歪センサの配置位置と、前記第2の歪センサの配置位置と、は前記回転切削工具の回転方向にずれており、 前記回転切削工具の回転角度を検出する回転角検出装置が、前記加工機に設置され、
前記測定データ出力装置は、切削加工時の前記第1及び第2の歪センサからの歪データと、前記回転角検出装置からの回転角データと、を所定のサンプリングタイム毎に測定データとして出力し、
前記加工誤差測定装置は:
(1)前記測定データを受信し、
(2)前記測定データに基づき、前記回転切削工具の工具軸方向における歪分布と、前記回転切削工具の回転角と、を算出し、
(3)前記歪分布、前記回転角、前記回転切削工具の剛性、および前記主軸の剛性に基づき、前記回転切削工具の切れ刃接線方向の撓み、および工具半径方向の撓みを算出し、
(4)前記切れ刃接線方向の撓みと、前記工具半径方向の撓みと、前記回転角と、に基づき、被削材のx軸およびy軸方向の工具撓みに変換し、切削加工後に被削材へ残る加工誤差として算出する、
ことを特徴とする切削加工システム。 - 前記加工誤差測定装置は、前記加工誤差を算出後、更に、
(5)前記加工誤差を補正するための前記加工機の制御情報を生成しNC装置へ送信する、
ことを特徴とする請求項1に記載の切削加工システム。 - 前記加工誤差測定装置は、前記加工誤差を算出後、更に、
(6)算出した各加工誤差を記憶部へ記録する処理を繰り返し、
(7)加工終了後、記録した加工誤差を表示部に表示する、
ことを特徴とする請求項1に記載の切削加工システム。 - 前記第1の歪センサは、前記工具半径方向の切削力Frに起因する歪の検知用として、前記回転切削工具の切れ刃の先端から工具の外周上、工具軸方向に引いた第1の切れ刃線上に配置され、
前記第2の歪センサは、前記切れ刃接線方向の切削力Ftに起因する歪の検知用として、前記第1の切れ刃線を回転切削工具の軸周りに90°回転させた第2の切れ刃線上に配置される、
ことを特徴とする請求項1に記載の切削加工システム。 - 前記回転角検出装置は、前記回転切削工具の回転角を測定する装置であり、前記回転切削工具を保持するホルダー下部または前記加工機に設置されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の切削加工システム。 - 前記第1及び第2の歪センサは歪ゲージあるいはピエゾ素子であり、前記回転角検出装置はジャイロセンサ、電磁ピックアップ、またはレゾルバである、
ことを特徴とする請求項1に記載の切削加工システム。 - 主軸に取付けられた回転切削工具を回転させながら、切れ刃を被削材に当てることで切削加工を行う加工機の回転切削工具の撓みに起因する加工誤差を測定する加工誤差測定方法であって、
前記回転切削工具の外周上に、第1及び第2の歪センサを、それぞれ工具軸方向に配置し、ここで、前記第1の歪センサの配置位置と、前記第2の歪センサの配置位置と、は前記回転切削工具の回転方向にずれており、
前記回転切削工具の回転角度を検出する回転角検出装置を前記加工機に設置し、
測定データ出力装置が、切削加工時の前記第1及び第2の歪センサからの歪データと、前記回転角検出装置からの回転角データと、を所定のサンプリングタイム毎に測定データとして出力し、
加工誤差測定装置が、
前記測定データを受信し、
前記測定データに基づき、前記回転切削工具の工具軸方向における歪分布と、前記回転切削工具の回転角と、を算出し、
前記歪分布、前記回転角、前記回転切削工具の剛性、および前記主軸の剛性に基づき、前記回転切削工具の切れ刃接線方向の撓み、および工具半径方向の撓みを算出し、
前記切れ刃接線方向の撓みと、前記工具半径方向の撓みと、前記回転角と、に基づき、被削材のx軸およびy軸方向の工具撓みに変換し、切削加工後に被削材へ残る加工誤差として算出する、
ことを特徴とする加工誤差測定方法。 - 前記加工誤差測定装置が、前記加工誤差を算出後、更に、前記加工誤差を補正するための前記加工機の制御情報を生成し、NC装置へ送信することを特徴とする請求項7に記載の加工誤差測定方法。
- 前記加工誤差測定装置が、前記加工誤差を算出後、更に、算出した各加工誤差を記憶部へ記録する処理を繰り返し、加工終了後、記録した加工誤差を表示部に表示することを特徴とする請求項7に記載の加工誤差測定方法。
- 前記第1の歪センサは、前記工具半径方向の切削力Frに起因する歪の検知用として、前記回転切削工具の切れ刃の先端から工具の外周上、工具軸方向に引いた第1の切れ刃線上に配置され、
前記第2の歪センサは、前記切れ刃接線方向切削力Ftに起因する歪の検知用として、前記第1の切れ刃線を回転切削工具の軸周りに90°回転させた第2の切れ刃線上に配置されることを特徴とする請求項7に記載の加工誤差測定方法。 - 主軸に取付けられた回転切削工具を回転させながら、切れ刃を被削材に当てることで切削加工を行う加工機に接続されて、回転切削工具の撓みに起因する加工誤差を算出する加工誤差測定装置であって、
前記回転切削工具の外周上に、第1及び第2の歪センサが、それぞれ工具軸方向に配置され、ここで、前記第1の歪センサの配置位置と、前記第2の歪センサの配置位置と、は前記回転切削工具の回転方向にずれており、
前記回転切削工具の回転角度を検出する回転角検出装置が前記加工機に設置され、
切削加工時の前記第1及び第2の歪センサからの歪データと、前記回転角検出装置からの回転角データと、を所定のサンプリングタイム毎に測定データとして受信し、
前記測定データに基づき、前記回転切削工具の工具軸方向における歪分布と、前記回転切削工具の回転角と、を算出し、
前記歪分布、前記回転角、前記回転切削工具の剛性、および前記主軸の剛性に基づき、前記回転切削工具の切れ刃接線方向の撓み、および工具半径方向の撓みを算出し、及び
前記切れ刃接線方向の撓みと、前記工具半径方向の撓みと、前記回転角と、に基づき、被削材のx軸およびy軸方向の工具撓みに変換し、切削加工後に被削材へ残る加工誤差として算出する、
ことを特徴とする加工誤差測定装置。 - 前記加工誤差を算出後、更に、前記加工誤差を補正するための前記加工機の制御情報を生成しNC装置へ送信することを特徴とする請求項11に記載の加工誤差測定装置。
- 前記加工誤差を算出後、更に、算出した各加工誤差を記憶部へ記録する処理を繰り返し、加工終了後、記録した加工誤差を表示部に表示することを特徴とする請求項11に記載の加工誤差測定装置。
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JP2018226373A JP7049978B2 (ja) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | 切削加工システム、加工誤差測定方法、および加工誤差測定装置 |
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JP2018226373A JP7049978B2 (ja) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | 切削加工システム、加工誤差測定方法、および加工誤差測定装置 |
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