JPH02109660A - 寸法測定プローブの芯出し方法 - 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、研削装置における寸法測定プローブの芯出
し方法に関する。

従来の技術および発明の課題 本発明者らは、たとえば玉軸受の軌道輪などの多工程の
研削加工を１回のチャッキングで行なう多工程研削装置
として、工作物を保持して回転させる主軸台と、主軸台
がのせられ工作物の軸線と平行な第１水平方向およびこ
れと直交する第２水平方向に移動させられる主軸台テー
ブルと、第２水平方向と平行な軸を中心に旋回させられ
複数の砥石および工作物寸法測定装置が取付けられるタ
レットヘッドと、主軸台テーブルの第１水平方向および
第２水平方向の移動を数値指令により制御する数値制御
装置とを備えており、工作物寸法測定装置による工作物
寸法のａｌｌｌｌ定結基づいて研削加工時の寸法補正が
行なわれるものを提案した（同時出願の特許願参照）。

この研削装置の工作物寸法測定装置は、先端の測定部が
被測定物に接触したときに信号を出す寸法測定プローブ
を備えており、寸法測定プローブが水平になる作業位置
に工作物寸法ＪＩＩＪ定装置定位置させられている状態
で工作物の寸法測定が行なわれる。

このような寸法測定プローブで工作物の寸法とくに外径
および内径を測定する場合、プローブのａＰｊ定部の芯
高が工作物の軸線の高さと一致していなければ、ａＰＩ
定誤差が生じる。このため、プローブを工作物寸法ΔＮ
定装置に取付けたときに、ｌ１ｌｌｌ定部の芯高の調整
が行なわれるが、プローブを交換すると、イｖ１定部の
芯高が変わるため、その都度面倒な芯高の調整が必要で
ある。そして、このような寸法測定プローブ交換時のｆ
ｌｌｌｌｌｌ芯部調整を簡単に行なえる方法は、従来提
案されていない。

この発明の目的は、上記の問題を解決し、寸法測定プロ
ーブを交換したときの芯高調整を簡単に行なえる方法を
提供することにある。

課題を解決するための手段 この発明による寸法測定プローブの芯出し方法は、 水平軸を中心に旋回するタレットヘッドを備えたタレッ
ト台と、工作物を保持して回転させる主軸台とが、タレ
ットヘッドの旋回中心軸と直交する第１水平方向および
これと直交する第２水平方向に相対的に移動するように
なされ、タレットヘッドに、先端の測定部が被測定物に
接触したときに信号を出す寸法測定プローブを備えた工
作物寸法測定装置が取付けられており、司法Ａｌｌ定プ
ローブが水平になる作業位置に工作物寸法測定装置が位
置させられている状態で工作物の寸法測定が行なわれる
ようになされている研削装置において、作業位置におけ
る工作物寸法測定装置の寸法ｎ１定プローブの測定部の
芯高を調整する方法であって、 タレットヘッドに対する寸法測定プローブのａｌｌｌｌ
定位置をタレットヘッドの旋回方向に調整しうるように
するとともに、寸法測定プローブが垂直下方に突出する
設定位置に工作物寸法測定装置を位置しうるようにし、
かつ設定位置にある工作物寸法測定装置の寸法測定プロ
ーブの測定部が接触しうる芯高設定用ブロックをタレッ
ト台と相対的に第２水平方向に移動する研削装置の部分
に設けておき、 最初に、工作物寸法測定装置を作業位置に位置させた状
態で寸法測定プローブの測定部の芯高の調整を行なった
のち、工作物寸法７Ｉｌｌｌ定装置を設定位置に位置さ
せた状態で、タレット台と芯高設定用ブロックとを第２
水平方向に相対的に移動させ、寸法測定プローブのｉＰ
Ｉ定部を芯高設定用ブロックに接触させて、そのときの
タレット台と芯高設定用ブロックとの第２水平方向の相
対位置をプローブ設定値として記憶し、寸法測定プロー
ブを交換したときに、工作物寸法測定装置を設定位置に
位置させた状態で、タレット台と芯高設定用ブロックと
の第２水平方向の相対位置が上記プローブ設定値になり
、かつ寸法測定プローブの測定部が芯高設定用ブロック
に接触するように、タレット台と芯高設定用ブロックと
の第２水平方向の相対位置およびタレットヘッドに対す
る７Ｉｐ１定部の位置を調整することを特徴とするもの
である。

作　　　用 寸法測定プローブの７１−１定部の芯高が調整された工
作物寸法測定装置を設定位置に位置させた場合、測定部
のタレット台に対するタレットヘッド旋回方向の位置す
なわち第２水平方向の位置は一定になる。したがって、
寸法測定プローブの測定部の芯高が調整された工作物寸
法測定装置を設定位置に位置させた状態で、ハｊ定部が
設定用ブロックに接触するときのタレット台と設定用ブ
ロックとの第２水平方向の相対位置をプローブ設定値と
して記憶しておけば、寸法測定プローブを交換したとき
に、工作物寸法測定装置を設定位置に位置させた状態で
、タレット台と設定用ブロックとの第２水平方向の相対
位置が上記プローブ設定値になり、かつ寸法測定プロー
ブの測定部が設定用ブロックに接触するように、タレッ
ト台と設定用ブロックとの第２水平方向の相対位置およ
びタレットヘッドに対する測定部の位置を調整すること
により、タレット台に対する測定部の位置が芯高の調整
のされたものと同じになり、芯高の調整ができる。

実　　施　　例 以下、図面を参照して、この発明の１実施例を説明する
。

第１図〜第３図は、数値制御多工程研削装置の全体構成
を示す。第１図は斜視図、第２図は平面図、第３図は正
面図である。なお、以下の説明において、正面側を前、
背面側を後とし、正面から見た左右を左右とする。すな
わち、第２図の下側を前、上側を後とし、第２図および
第３図の左右を左右とする。

ベツド（１）上に２軸テーブル（２）がのせられ、２軸
テーブル（２）上の左側１部分にＸ軸テーブル（主軸台
テーブル）（３）がのせられている。２軸テーブル（２
）はたとえばサーボモータとボールねじなどを使用した
２軸駆動装置（４）によりベツド（１）上を左右方向（
Ｘ軸方向）に移動させられ、Ｘ軸テーブル（３）は同様
のＸ軸駆動装置（５）により２軸テーブル（２）上を前
後方向（Ｘ軸方向）に移動させられる。

Ｘ軸テーブル（３）上の前部には主軸台（６）が、後部
にはドレス装置（７）がのせられている。

主軸台（６）はｚ軸と平行な主軸（８）を備えており、
第４図に詳細に示すように、主軸（８）の右端部には工
作物（ｗ）を保持して回転させるための適当なチャック
（９）が取付けられる。なお、工作物（Ｗ）は、その軸
線が２軸と平行になるようにチャック（９）に保持され
る。そして、チャック（９）の外側に張出した鍔状の部
分に、右向きの寸法ΔＩＩＪ定用基準用基準面）が設け
られている。

ドレス装置（７）は、図示は省略したが、Ｘ軸および２
軸と直交する垂直軸（Ｃ軸）を中心に旋回する部分にダ
イヤモンドを備えている。

ベツド（１”）の右側後部に、タレット台（２１）が固
定されている。タレット台（２１）の前面に円板状のタ
レットヘッド（２２）がその軸線がＸ軸と平行になるよ
うに取付けられ、図示しない適当な駆動装置によりこの
軸線を中心に旋回させられる。第５図に詳細に示すよう
に、タレットヘッド（２２）の前面には、３個の砥石台
（２３）（２４）　（２５）と１個の工作物寸法δＩ１
１定装置（２Ｇ）が取付けられている。各砥石台（２３
）　（２４）　（２５）は、研削砥石（２７）（２Ｂ）
　（２９）とこれを回転駆動するための駆動装置（図示
路）とを備えている。測定装置（２Ｂ）は、寸法測定プ
ローブ（３０）を備えている。寸法測定プローブ（３０
）は、２点間の距離の測定などに使われる公知の全方向
高精度リミットスイッチ（タッチセンサー）であり、先
端の球状ｉｌｌ定部（３０ａ）が被測定物に接触したと
きに信号を出すもので、そのときのテーブルなどの移動
体の位置を読取って位置の測定を行なうものである。

たとえば、第１砥石（２７）は外径・端面用、第２砥石
（２８）は内径用、第３砥石（２９）は軌道みぞ用であ
る。砥石台（２３）　（２４）　（２５）および測定装
置（２Ｂ）はタレットヘッド（２２）の旋回によりその
左下の作業位置に順に位置決めされ、この作業位置にき
たときに砥石（２７）　（２Ｂ）　（２９）およびプロ
ーブ（３０）が２軸と平行に左側に突出するようになっ
ている。なお、各砥石台（２３）　（２４）　（２５）
の砥石（２７）（２８）　（２９）は、作業位置にきた
ときにその軸線がチャック（９）の軸線と平行でほぼ等
しい高さになるように芯高が調整されている。また、タ
レット台（２１）の右側面に、砥石台（２３）　（２４
）　（２５）が作業位置と対称な右上の測定位置にきた
ときに砥石（２７）　（２ｇ）　（２９）の寸法を＃Ｊ
定するための砥石測定装置（３１）が設けられている。

この測定装置（３■）は、公知の画像処理法により砥石
（２７）　（２８）（２９）の寸法を測定するものであ
り、フレーム（３２）に取付けられた光源装置（３３）
と受光カメラ（３４）を備えている。

工作物寸法Δし１定装置（２６）の詳細が、第６図〜第
８図に示されている。これらの図面は測定装置（２Ｂ）
が作業位置にある状態を示しているので、以下この位置
において測定装置（２Ｂ）の構成を説明する。

７ｍ定装置（２Ｂ）は、ボルト（３５）によりタレット
ヘッド（２２）に固定されるケース（３Ｂ）を備えてい
る。このケース（３６）は軸線が２軸と平行で前側が取
除かれた形の略半円筒状をなし、上部には前方に張出し
た上側張出し部（３８ａ）が、下部には前方に張出した
下側張出し部（３（ｉｂ）がそれぞれ形成されている。

ケース（３Ｂ）内の上側張出し部（３６ａ）の下面に、
略直方体状のホルダ取付ブロック（３７）が取付けられ
ている。ブロック（３７）には右端面から左端面近くま
で水平にのびたのちに上側に曲って上端面近くまでのび
たスリット（３Ｂ）が前後の全幅にわたって形成されて
おり、このスリット（３８）により、ブロック（３７）
は上側固定部分（３７ａ）と下側可動部分（３７ｂ）に
分割されて、これらが左側上部の左右幅の小さい連結＠
５（３７ｃ）によりて連結された形状に形成されている
。固定部分（３７ａ）はボルト（３９）によりケース（
３Ｂ）の上側張出し部（３８ａ）に固定されており、可
動部分（３７ｂ）は連結部（３７ｃ）のＸ軸と平行な軸
を中心に若干傾きうる。可動部分（３７ｂ）の前部にこ
れを左右に貫通するホルダ固定穴（４０）が形成され、
その右側に、これと同軸でこれより内径の少し大きい逃
げ穴（４１）が固定部分（４７ａ）と可動部分（３７ｂ
）に股がるように形成されている。また、可動部分（３
７ｂ）の右側部分に、これを上下に貫通する調整用めね
じ（４２）が形成されている。

ブロック（３７）のホルダ固定穴（４０）と逃げ穴（４
１）に、左右に細長い円筒状のプローブホルダ（４３）
が左右貫通状に挿入され、その中間のフランジ部（４３
ａ）に通されたボルト（４４）により固定されている。

ホルダ（４３）は固定穴（４０）に密にはまり、逃げ穴
（４１）を隙間をあけて貫通している。

ケース（３６）の前面には、板状の蓋（４５）がボルト
（４６）により固定されている。ケース（３Ｂ）の左端
面には切欠円板状の端面プレート（４７）がボルト（４
８）により固定され、これに形成された穴（４９）をホ
ルダ（４３）が隙間をあけて貫通している。そして、こ
のプレート（４７）から左側に突出したホルダ（４３）
の先端部に測定プローブ（３ｏ）が固定されている。

ケース（８Ｂ）の下側張出し部（ａｅｂ）の右側部分に
これを上下に貫通するねじ挿入穴（５ｏ）が形成され、
この穴（５０）の上側にねじホルダ（５１）がボルト（
５２）により固定されている。ねじホルダ（５１）には
穴（５０）の上に位置するスリット（５３）が形成され
、これらの穴（５ｏ）とスリット（５３）に調整ねじ（
５４）が挿入されている。調整ねじ（５４）の中間には
ホルダ（５１）の上に位置するフランジ部（５４ａ）と
下に位置するフランジ部（５４ｂ）が形成され、調整ね
じ（５４）は上下にほとんど移動しないようになってい
る。調整ねじ（５４）の上端にはおねじ（５４ｃ）が形
成され、これがブロック（３７）のめねじ（４２）にね
じはめられている。

調整ねじ（５４）を回転させることにより、ブロツク（
３７）の可動部分（３７ｂ）の傾きが変化し、これによ
り、プローブ（３０）の先端の球状測定部（３０ａ）の
上下の位置すなわちタレットヘッド（２２）旋回方向の
位置が変わる。そして、測定部（３０ａ）が工作物（ν
）の軸線と同じ高さになるように、調整ねじ（５４）に
よりプローブ（３０）の芯高が調整されている。

２軸テーブル（２）の上面の右寄りの部分に、芯高設定
用ブロック（５５）が固定されている。なお、このブロ
ック（５５）を使用したプローブ（３０）の芯高調整に
ついては、後述する。

図示は省略したが、研削装置は装置全体を制御する数値
制御装置（ＮＣ装置）を備えている。

このＮＣ装置はマイクロコンピュータを備えたもの（Ｃ
ＮＣ装置）であり、これには、工作物（ν）の素材寸法
および仕上寸法、加工工程、砥石（２７）　（２ｇ）　
（２９）およびプローブ（３０）の寸法、加工条件、ド
レッシング条件などが設定される。

ＮＣ装置は、これらの設定条件に基づき、主軸台（６）
　　タレットヘッド（２２）、２軸テーブル（２）、ｘ
軸テーブル（３）、砥石測定装置（３１）、ドレス装置
（７）などを制御する。そして、砥石ｌ１ｌｌｌ定装置
（３１）テａ１１１定サレｔ：砥石（２７）（２８）（
２９）（７）寸法と設定条件により、砥石（２７）　（
２８）（２９）のドレッシングおよび工作物（Ｗ）の研
削を行ない、工作物測定装置（２Ｂ）で測定した工作物
（ν）の加工寸法によりＸ軸およびｚ軸の補正などを行
なう。

次に、上記の研削装置の各部の動作を説明する。

砥石（２７）　（２８）　（２９）の寸法測定を行なう
場合は、まず、測定する砥石（２７）　（２Ｂ）　（２
９）を１１Ｐ１定位置に位置させる。これにより、砥石
（２７）（２８）　（２９）が砥石ａｌｌｌ定装置（３
１）の光源装置（３３）と受光カメラ（３４）の間にく
るので、砥石測定装置（３１）は、光源装置（３３）か
ら出て砥石（２７）　（２８）　（２９）の部分を通過
した光を受光カメラ（３４）で受け、その明暗のデータ
を画像処理することにより、砥石（２７）（２８）　（
２９）の外径、長さおよび２軸基準位置からの端面の位
置をａｌｌｌ定する。なお、これらの測定データは、Ｎ
Ｃ装置に記憶される。また、この砥石測定装置（３１）
は、タレットヘッド（２２）のそれぞれの位置に設定さ
れた仕様サイズの砥石が取付けられているかどうかの確
認にも使用される。

砥石（２７）　（２８）　（２９）のドレッシングは、
目的の砥石（２７）　（２８）　（２９）を作業位置に
位置させた状態で、砥石測定装置（３１）による砥石寸
法の測定結果および設定条件に基づいて、Ｘ軸、２軸お
よびＣ軸の３軸を同時に制御することにより行なわれる
。

工作物（ν）の研削加工は、目的の砥石（２７）　（２
ｇ）（２９）を作業位置に位置させた状態で、砥石寸法
および設定条件に基づいて、Ｘ軸およびＺ軸の２軸を制
御することにより行なわれる。

工作物（Ｗ）の加工寸法のＡｌ１定は、工作物寸法測定
装置（２Ｂ）を作業位置に位置させた状態で、次のよう
に行なわれる（第４図参照）。外径を測定する場合は、
プローブ（３０）の先端の球状測定部（３０ａ）を工作
物（Ｗ）の外面に前側から当てて、そのときのＸ軸座標
値を読込んだのち、球状４Ｐ１定部（３０ａ）を工作物
（Ｗ）の外面に後側から当てて、そのときのＸ軸座標値
を読込み、これらの差と球状測定部（３０ａ）の直径と
の差より、外径を求める。内径を測定する場合は、球状
測定部（３０ａ）を工作物（Ｗ）の内面に後側から当て
て、そのときのＸ軸座標値を読込んだのち、球状測定部
（３０ａ）を工作物（Ｗ）の内面に前側から当てて、そ
のときのＸ軸座標値を読込み、これらの差と球状測定部
（３０ａ）の直径との和より、内径を求める。工作物（
Ｗ）の長さ（端面位置）の測定に先立ち、チャック（９
）に工作物（Ｗ）を取付けていない状態で、基準面（９
ａ）に球状測定部（３０ａ）を当てて、そのときの２軸
座標値を読込んだのち、チャック（９）の端面に球状７
１１１Ｊ定部（３０ａ）を当てて、そのときの２軸座標
値を読込み、これらの差より基準面（９ａ）からのチャ
ック（９）の２軸方向の突出量（チャック突出ｍ）（Ｃ
）を測定して、記憶しておく。工作物（Ｗ）の長さを測
定する場合は、まず、球状測定部（３０ａ）を基準面（
９ａ）に当てて、そのときの２軸座標値を読込んだのち
、球状７１Ｆ＋定部（３０ａ）を工作物（ソ）の端面に
当てて、そのときの２軸座標値を読込み、これらの差（
Ｌ）とチャック突出ｆｆｌ　（Ｃ）との差より、長さを
求める。

工作物（Ｗ）の長さを測定する場合、一般には、予め球
状測定部（３０ａ）をチャック（９）の端面に当てて、
チャック端面位置を測定して、これを記憶しておき、あ
とは、工作物（Ｗ）の端面に球状ｆｌｌｌｌ定部（３０
ａ）を当てて、このときの２軸座標値とチャック端面位
置との差を工作物（Ｗ）の長さとすることが考えられる
。ところが、こ・のようにすると、加工中の熱変位によ
り主軸（８）がのびたような場合には、測定値が不正確
になる。

これに対し、上記実施例の場合は、測定の都度、基堂面
（９ａ）をｎ１定して、工作物（ν）の端面のＪＩ１１
定値とこの基阜面（９ａ）の測定値との差に基づいて長
さを求めているので、熱変位があっても、測定値は正確
である。

また、工作物（Ｗ）の外径を測定する場合、球状測定部
（３０ａ）の芯高が工作物（Ｗ）の軸線の高さと一致し
ていなければ、測定誤差が生じる。

このため、次のようにして、球状測定部（３０ａ）の芯
高が調整されている。すなわち、まず、外径寸法のわか
っている工作物をチャック（９）に取付け、その外径を
測定する。そして、この測定値が実際の外径と等しくな
るように、プローブ（３０）の芯高を調整しておく。こ
のように作業位置においてプローブ（３０）の芯高を調
整したのち、測定装置（２Ｂ）をタレットヘッド（２２
）右下の設定位置に位置させた状態で、２軸テーブル（
２）を移動させて、球状測定部（３０ａ）をブロック（
５５）に接触させ、そのときの２輔テーブル（２）の位
置をプローブ設定値として記憶させる。そして、以後の
プローブ（３０）交換時には、測定装置（２６）をタレ
ットヘッド（２２）右下の設定位置に位置させた状態で
、２軸テーブル（２）を移動させて、球状測定部（３０
ａ）をブロック（５５）に接触させ、そのときの２軸テ
ーブル（２）の位置が記憶させたプローブ設定値と等し
くなるように調整ねじ（５４）によって球状測定部（３
０ａ）の位置を１Ｗノ整するだけで、簡単に芯高の調整
ができる。

プローブ（３０）の球状測定部（３０ａ）の芯高が調整
された測定装置（２６）を設定位置に位置させた場合、
球状測定部（３０ａ）のタレット台（２１）に対するタ
レットヘッド（２２）旋回方向の位置すなわちＺ軸方向
の位置は一定になる。したがって、球状測定部（３０ａ
）の芯高が調整された測定装置（２６）を設定位置に位
置させた状態で、球状／Ｊ１１Ｊ定部（３０ａ）がブロ
ック（５５）に接触するときの２軸テーブル（２）の位
置をプローブ設定値として記憶しておけば、プローブ（
３０）を交換したときに、測定装置（２６）を設定位置
に位置させた状態で、２輔テーブル（２）の位置が上記
プローブ設定値になり、かつ球状測定部（３０ａ）がブ
ロック（５５）に接触するように、２軸テーブル（２）
の位置および球状測定部（３０ａ）の位置を調整するこ
とにより、球状測定部（３０ａ）の位置が芯高の調整の
されたものと同じになり、芯高の調整ができる。

発明の効果 この発明の方法によれば、上述のように、寸法測定プロ
ーブを交換したときに、タレット台と設定用ブロックと
を予め記憶しておいた位置に相対的に移動させて、プロ
ーブの測定部を設定用ブロックに接触するように調整す
るだけで、簡単に芯高の調整ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例を示す多工程研削装置の全
体斜視図、第２図は同平面図、第３図は同正面図、第４
図はチャックの部分の一部切欠き平面図、第５図はタレ
ットの部分の正面図、第６図は工作物ｆｌｌｌｌ定装置
の部分の一部切欠き正面図、第７図は第６図■−■線の
断面図、第８図は第６図■−■線の断面図である。 （２）・・・２軸テーブル、（６）・・・主軸台、（２
１）・・・タレット台、、（２２）−・・タレットヘッ
ド、（２Ｂ）・・・工作物寸法測定装置、（３０）・・
・寸法Ｍ１定プローブ、（３０ａ）・・・球状測定部、
（Ｗ）・・・工作物。 以　　上 第５図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 水平軸を中心に旋回するタレットヘッドを備えたタレッ
   ト台と、工作物を保持して回転させる主軸台とが、タレ
   ットヘッドの旋回中心軸と直交する第１水平方向および
   これと直交する第２水平方向に相対的に移動するように
   なされ、タレットヘッドに、先端の測定部が被測定物に
   接触したときに信号を出す寸法測定プローブを備えた工
   作物寸法測定装置が取付けられており、寸法測定プロー
   ブが水平になる作業位置に工作物寸法測定装置が位置さ
   せられている状態で工作物の寸法測定が行なわれるよう
   になされている研削装置において、作業位置における工
   作物寸法測定装置の寸法測定プローブの測定部の芯高を
   調整する方法であって、 タレットヘッドに対する寸法測定プローブの測定部の位
   置をタレットヘッドの旋回方向に調整しうるようにする
   とともに、寸法測定プローブが垂直下方に突出する設定
   位置に工作物寸法測定装置を位置しうるようにし、かつ
   設定位置にある工作物寸法測定装置の寸法測定プローブ
   の測定部が接触しうる芯高設定用ブロックをタレット台
   と相対的に第２水平方向に移動する研削装置の部分に設
   けておき、 最初に、工作物寸法測定装置を作業位置に位置させた状
   態で寸法測定プローブの測定部の芯高の調整を行なった
   のち、工作物寸法測定装置を設定位置に位置させた状態
   で、タレット台と芯高設定用ブロックとを第２水平方向
   に相対的に移動させ、寸法測定プローブの測定部を芯高
   設定用ブロックに接触させて、そのときのタレット台と
   芯高設定用ブロックとの第２水平方向の相対位置をプロ
   ーブ設定値として記憶し、寸法測定プローブを交換した
   ときに、工作物寸法測定装置を設定位置に位置させた状
   態で、タレット台と芯高設定用ブロックとの第２水平方
   向の相対位置が上記プローブ設定値になり、かつ寸法測
   定プローブの測定部が芯高設定用ブロックに接触するよ
   うに、タレット台と芯高設定用ブロックとの第２水平方
   向の相対位置およびタレットヘッドに対する測定部の位
   置を調整することを特徴とする寸法測定プローブの芯出
   し方法。