JPH02100858A - 工作機械の寸法制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ この発明は、工作機械における加工ワーク寸法を自動管
理する制御″Ｉｊ方法に関するものである。

〔従来の技術及びその課題〕

加工ワークの寸法を連続してインプロセスゲージで測定
し、その測定値を設定加工寸法と比較し、その比較結果
に基づいて工作機械に制御信号を伝達して加工ワークの
仕上り寸法を設定加工寸法内に制御する自動制御方法が
従来より知られている。

しかし、インプロセスゲージによるワーク寸法の測定値
だけをもとに制御する方法では、ゲージ先端の測定ヘッ
トの摩耗や、加工熱やクーラン１〜液温度の変化による
ゲージ測定ヘットの熱変位により、ゲージの零点が絶え
ず変動し、このため加工ワークの仕上り寸法にばらつき
が生し、加工不良の発生率が増大する不具合がある。

また、クーラント液温度が変化すると、ワークの熱変形
量が変化して加工後に冷却したワーク寸法が変化するた
め、加工不良が生じ易くなる欠点がある。

このような不具合に対処するため、従来より加工済みワ
ークをアフターゲージにより再検測し、この測定値に基
づいてワーク仕上げ寸法を制御する技術が提案されてお
り、その例として特開昭４９−６１７９０号公ｔＩ３．
及び特公昭５９−２９３８１号公報に記載されたものが
ある。

前者のものは、機外にインプロセスゲージとは別にモデ
ルワークを測定するアフターゲージを持ち、モデルワー
ク壱測定した寸法値とインプロセスゲージで測定した加
工ワークの寸法値とを比較し、その比較値に基づいて研
磨機の前進と後退を制御するもので、加工後のワークの
熱変位による寸法のばらつきを矯正できる利点がある。

しかし、ｊ−記方法では、アフターゲージが研削位置と
離れて設けられているために、加工熱やクーラント液温
度の変化によるインプロセスゲージの熱変位からくる測
定誤差やゲージ１？耗による寸法変化を制御することが
できず、このため、作業者により頻繁に寸法？＋ｉ正や
変動するインプロセスゲージの零点を較正する必要があ
る。

一方、後者のものは、機外において加工済みワークとマ
スター品を、全く同一の測定条件に保たれるように循環
式に洗浄と冷却を施しつつその両者をアフターゲージに
より比較検測し、この結果を予め設定された零点基準と
比較して零点補正フィードバック信゛号としてインプロ
セス機構に伝えるもので、加工熱やクーラント液温度の
変化からくる測定誤差を自動的に補正でき、インプロセ
スゲージの零点を正しい状態に維持することができる。

しかし、上記の方法では、アフターゲージのローディン
グや搬送により加工、ワーク表面に打キズ等が生じやす
く、また、アフターゲージハンドリングのための設備ス
ペースが必要であり、設備コストがかさばる不具合があ
る。

この発明の課題は、アフターゲージを無くしてワークの
打きず防止や設備スペースを不要にし、研削熱やクーラ
ント液温度等の変化やインプロセスゲージの摩耗に関係
なく全てのワークを同一条件で加工することができる寸
法制御方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するため、この発明は、加工ワークの
加工位置近傍にインプロセスゲージ測定部と同寸法のマ
スター品を設置し、このマスター品をインプロセスゲー
ジで測定した値と設定加工寸法とを演算比較し、マスタ
ー品の測定値が設定加工寸法より変化したとき、フィー
ドバック信号によりインプロセスゲージの零点を較正す
る方法を採用したのである。

〔作用〕

上記方法において、加工位置近傍に設けられるマスター
品は、加工熱やクーラント液温度の影♂を加工ワークや
インプロセスゲージと同様に受け、膨張収縮する。この
ため、測定値からクーラント液温度変化等から発生ずる
ゲージや加工ワークの熱変位による影響が取り除かれ、
熱変位による寸法ドリフトを補正することができる。

また、同一のインプロセスゲージを用いて加工ワークと
マスク−品を測定するので、測定値からゲージ先端の摩
耗による寸法変化の影響を無くすことができ、ゲージ［
γ耗による寸法ドリフ！・を取り除くことができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
。

実施例は、研削盤に適用した例を示すもので、第１図乃
至第３図に示すように、機内の研削砥石１の近傍に、加
工ワークａに対向してマスター品すが設置されている。

また、インプロセスゲージ２のハンドリングの動作範囲
は、測定ヘッドの先端が前進位置で加工ワークａに接触
し、最後退位置でマスター品すに接触するように設定さ
れている。上記マスター品すの形状寸法は、インプロセ
スゲージ２の測定箇所ワーク寸法と同寸法に形成されて
おり、常温において設定加工寸法と一致するようになっ
ている。

第４図は、この発明を実施する構成を示すブロック図で
あり、上記構成は、加工ワークの実測値を設定加工寸法
と比較して工作機械の制御Ｉａ横に制御信号を送るイン
プロセス機構Ａと、インプロセスゲージの零点を較正す
る零点較正機構Ｂから成っている。

図において、Ｃは工作機械の制御機構であり、インプロ
セス機構へからの伝達信号に基づいて、研削砥石１を取
付けた切込み台３の前進と後退の制御を行なう。

インプロセス機構Ａは、ゲージ２や後記の設定寸法記憶
回路７と接続する演算部４と、制御機構Ｃに制御信号を
伝達するインプロセス指示部５とから成り、インプロセ
ス指示部５は、零点較正機構Ｂからのフィードバック信
号により常に零点が較正されるメータ５′を備えている
。上記演算部４では、ゲージ２で測定した加工ワークａ
の寸法値と設定寸法値とを演算し、その演算結果をイン
プロセス指示部５に送る。

前記零点較正機構Ｂは、ゲージ２と接続してそのゲージ
で測定したマスター品すの寸法変化が導入される演算回
路部６と、設定加工寸法の記憶回路７、及びフィードバ
ック信号指示部８とから成っており、演算回路部６では
、記憶回路７で記憶された設定加工寸法とゲージ２で測
定されたマスター品すの測定値とを比較演算し、そのプ
ラス、マイナスをフィードバック信号指示部８に送達す
る。

フィードバンク信号指示部８では、上記プラスマイナス
の信号に応じて零点補正を行なうためのフィードバック
信号をインプロセス指示部５に送る。

また、記憶回路７には、補正量の零点補正を手動入力す
るための入ノＪ器Ｓが接続している。

なお、図中２．と２□は、同しインプロセスゲージ２が
加工ワークａｔｌ＋定に用いられる場合と、マスター品
測定に用いられる場合とがあるために、実際は１つであ
るゲージ２を説明の便宜上２つに分けて示している。

この発明は上記のような構成からなり、次にその作用に
ついて説明する。

加工ワークａが砥石１により研削加工が開始されると、
加工の進行につれて変化する加工ワークａの寸法をイン
プロセスゲージ２が連続的に測定し、その測定出力は演
算部４に導入される。また、測定出力は、そのままイン
プロセス指示部５のメータ５′に表示される。

演算部４においては、測定出力と記ｆα回路７から導入
される設定加工寸法信号とを常に演算比較し、両者の値
が一致すると、インプロセス指示部５により制？ｉｌ１
機構Ｃに信号が送られ砥石１が加工ワークａから離れて
切込動作は停止する。

以上の動作が、インプロセス制御′Ｉｌによる定寸法研
削のシーケンスである。

零点較正のシーケンスは、上記定寸法研削シーケンスと
同時進行で行なわれる。すなわち、前進して加工ワーク
寸法を測定したゲージ２は、後退すると、その後退位面
でマスター品すの寸法を測定し、その測定出力は零点較
正機構Ｂの演算回路部６に導入される。この演算回路部
６では導入された測定出力と、記憶回路７から導入され
る設定加工寸法とを常に演Ｊγ比較し、その演算結果を
フィードバック信号指示部８に送る。

フィードバック信号指示部８では、その演算結果に基づ
いて補正量大又は補正最小のいずれかの零点補正のフィ
ードバック信号を・インプロセス指示部５に送達する。

このフィードバック信号が導入されると、インプロセス
指示部５のメータ５′の零点がシフトし、そのノットし
た零点に基づいてゲージ２は加工ワークａの寸法を測定
することになる。

なお、上記のフィードバック信号を出す条件は、毎回の
測定ごとに行なう方法の他に、例えば次のような条件に
基づいて行なうようにしてもよい。

すなわち、ゲージ２で測定したマスター品すの寸法値を
一旦演算回路部６で記憶し、この記憶された所定個数の
測定値の平均値が、設定加工寸法に基づいて設定された
プラスマイナスの基準値を越えるか、又はその基準値を
超える測定値が所定個数連続した場合に、フィードバッ
ク信号を出すようにする。なお、この場合の設定加工寸
法に対する基準値や補正量、所定個数の数値は、工作機
械の種類や加工ワークの種類に応して任意に設定する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は、加工位置近傍に設置
したマスター品と加工ワークをインプロセスゲージで測
定し、マスター品の測定寸法を用いてインプロセスゲー
ジの零点較正を行なうようにしたので、クーラント液の
温度変化による熱変位やゲージ摩耗による測定誤差を無
くずことができ、加工ワークの仕上り寸法を常に高い加
工精度で維持することができる。

また、アフターゲージを用いないので、アフターゲージ
のための設備スペースや設備コストを省くことができる
と共に、アフターゲージハンドリングによるワークの打
きず発生を防止することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施する研削盤を示す正面図、第２
図及び第３図はそれぞれ加工ワーク及びマスター品とゲ
ージの位置関係を示す図、第４図はこの発明を実施する
構成を示すブロック図であり・・・・・・零点較正機構
、 ａ・・・・・・加工ワーク、 Ｃ・・・・・・工作機械制御機構、 ｂ・・・・・・マスター品。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）加工ワークの寸法を連続してインプロセスゲージ
   で測定し、その測定値を設定加工寸法と比較して工作機
   械に制御信号を伝達し、上記加工ワークの寸法を制御す
   る工作機械の寸法制御方法において、上記加工ワークの
   加工位置近傍にインプロセスゲージ測定部と同寸法のマ
   スター品を設置し、このマスター品をインプロセスゲー
   ジで測定した値と上記設定加工寸法とを演算比較し、マ
   スター品の測定値が設定加工寸法より変化したときフィ
   ードバック信号によりインプロセスゲージの零点を較正
   するようにしたことを特徴とする工作機械の寸法制御方
   法。