JPH0265950A - 多種類工作物に対応可能な寸法計測方法 - 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 本発明は工作機械における改良された寸法計４（す方法
に関するものである。

従来の技術 従来ＮＣ工作機械における工作物の自動寸法計測方法は
、プログラムによってセンサを測定位置に自動位置決め
して計測を行っていた。

発明が解決しようとする課題 従来の技術で述べた寸法計測方法は、工作物が変わるた
びに測定位置及び測定径をプログラムセントし直す必要
があるため、多種少量の工作物においては準備時間が多
くなり、更にプログラムミス等でセンサを損傷させる等
の事故の発生頻度が高いという問題点を有している。

本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に漏み
なされたものであり、その目的とするところは、多種類
の工作物に対応して容易かつ確実に測定位置、測定径を
セットすることができる寸法計測方法を提供しようとす
るものである。

課題を解決するだめの手段 上記目的を達成するために、本発明における多種類工作
物に対応可能な寸法計測方法は、工具取付場所に二次元
又は三次元方向に変位検出可能なセンサを有し前記セン
サの変位出力により制御装置を介して移動体の位置決め
可能な工作機械において、前記センサのスタイラスを変
位させて前記移動体を移動させ、工作物の測定個所に前
記スタイラス先端を当てて座標値を制御装置内に記憶さ
せ、２個目以降はこの記憶データをもとにして前記セン
サを自動位置決めして自動計測を行うものである。

また工具取付場所に二次元又は三次元方向に変位検出可
能なセンサを存し、工作物の近傍に寸法測定の基準とな
る基準ゲージを設け、前記センサの変位出力により制御
装置を介して移動体の位置決め可能な工作機械において
、前記センサのスタイラスを変位させて前記移動体を移
動し、前記基準ゲージと工作物の測定個所に順次前記ス
クイラス先端を当て、各部の座標値と前記基準ゲージの
測定値を基準にして１個目の工作物の寸法を求めて前記
制御装置内に記憶し、２個目はこの記憶データをもとに
センサを自動位置決めしてその都度前記基準ゲージを測
定して補正値を求め、この補正値で工作物の測定値を補
正して自動計測を行うようにすることもできる。

作用 請求項１は、１個目は例えば旋盤のタレットに取つけら
れたセンサを手で変位させて刃物台を移動して、工作物
外周の計測位置にスタイラス先端を当て、センサの変位
出力が基準値となるところのＸ、Ｚ軸の座標値を制御装
置に記憶させ、２個目からはこの記憶した座標値に自動
位置決めしてセンサの変位出力（基準値に対する差）に
より１個目との寸法差を求めて自動寸法計測を行う。

請求項２は、最初に正確に外径が仕上げられた基準ゲー
ジの外周に、センサを手で変位させて移動体を移動して
スタイラス先端を当て、センサの変位出力が基準値にな
るところのＸ、Ｚ軸の座標値を記憶し、更にこのＸ軸座
標値を基準ゲージの外周の直径と同一になるように原点
オフセットし、続いて工作物外周の測定個所にセンサを
手で変位させてスタイラス先端を当て、センサの変位出
力が基準値になるところの座標値を記憶させて初期設定
と１個目の寸法測定を終わる。２個目からは記憶した座
標値に順次自動位置決めしてその都度基準ゲージを計測
し、これを初期設定値と比較して差があれば工作物の計
測値を補正して自動寸法計測を行う。

実施例 第１実施例について図面を参照して説明する。

第１図において、周知の旋盤において、主軸台１に複数
の軸受により回転可能に軸承される主軸２の先端にチャ
ック３が嵌着されている。チャック３の把持爪４に外周
に段差を有する工作物Ｗの大径部が把持され、小径部端
面は心押台６の心神軸７に嵌着されるセンタ８により支
持されている。

一方ヘッドのＸ軸方向のすべり案内面上にＮＣにより移
動位置決め可能に往復台が載置され、往復台上のＸ軸方
向のすべり案内面上にＮＣにより中台が移動位置決め可
能に載置され、中台上に刃物台１０が固着されている。

そして刃物台に旋回割出可能に設けられたタレノ１−１
１の工具取付ポジションにスタイラス１２ａを有するセ
ンサ１２が着脱可能に取付けられている。センサ１２は
二次元方向に変位検出可能なもの（マシニングセンタ等
の場合には三次元方向の変位検出可能なもの）が使用さ
れ、センサの変位出力はＮＣ制御装置１５内の速度制御
回路１３に送られる。速度制御回路では変位出力に比例
したＸ軸及びＺ軸の送り速度指令を出力して、ＮＣ制御
装置１５により送り速度が制御される。

続いて第１実施例の計測手順について第１図及びフロー
チャートを示す第２図を参照して説明する。ステップＳ
１において、寸法計測かがｌｉＩにされ、イエスであれ
ばステップＳ２において、１個目かがＧ’ｆｌ　認され
る。そしてイエスであればステップＳ３において、ペン
シルスキャニングスイッチをオンとし、ステップＳ４に
おいてスタイラス１２ａを指で持って変位させ、センサ
１２の変位用ツノに比例した速度で刃物台１０をＸ軸及
びＸ軸方向に移動して工作物Ｗの計測したい位置のＸ軸
線上にセンサを移動したのち引続きセンサを静かにＸ軸
方向工作物側へ移動してスタイラス１２ａ先端を工作物
に当てる。そしてステップＳ５において、ペンシルスキ
ャニング開始スイッチをオンして、センサ１２の変位出
力が基準値（ＥＯ）となるところのＸ、Ｚ軸の座標値（
Ｘｏ、、Ｚｏ、）をＮＣの記憶回路１４に記憶する。ス
テップＳ６において、測定個所が終了かが確認され、計
測個所が複数でノーであれば再びステップＳ４に戻り、
工作物の次の測定位置にスクイラス１２ａ先端を押し当
て、再びステップＳ５において、座標値（Ｘｏ２．Ｚ　
０７−ｘ　ｏ、、、Ｚ　ｏ、、）がＮＣに記１なされる
。

ステップＳ６において、次の測定個所がなくイエスであ
ればペンシルスキャニングスイッチをオフとし、ステッ
プＳ８において記憶させたデータ（Ｘ０１．Ｚｏ１〜Ｘ
Ｏ，、、Ｚｏ、ｌ）をＮＣのＣＲＴ画面上に表示して間
違いの有無をチエツクする。

ステップＳ９においてデータがＯＫかが確認され、ノー
であればステップＳ２に戻ってやり直しが行われ、イエ
スであれば初期設定が終わる。

２個目以降の計測は、ステップＳ１を経てステップＳ２
でノーとなって、ステップＳＩＯにおいて、自動計測サ
イクルがオンとなり、ステップＳ１１において、ＮＣ制
御でセンサを早送り速度で移動して初期設定したＺ軸位
置（Ｚｏｏ）を通るＸ軸線上に位置決めしたのち引続き
ステップＳ１２において、Ｘ軸方向工作物側に切削送り
速度でセンサを移動して初期設定されたＸ軸位Ｔｌ　（
Ｘ　ｏ　＋）に位置決めする。そして工作物にスタイラ
ス先端が当接し、ステップＳ１３において、センサの変
位出力（Ｅｏ＋）により１個目の寸法との差（±α）を
演算回路１６によって求める。次いでステップＳ１４に
おいて測定終了かが判断され、次の測定個所があれば再
びステップＳｌｌに戻りセンサをＺ軸位置（Ｚｏｏ）に
早送りで位置決めし、続いてステップ５１２において、
Ｘ軸位置（Ｘ。

）に切削送りで位置決めして、ステップＳ１３において
、寸法計測する。測定個所のすべてが終わるまでこれを
繰り返してステップ３１４において、ノーとなり２個目
の測定が終了する。

次に第２実施例について第３図を参照して説明する。第
１実施例と異なるところはチャック３の左側に外径が正
確に仕上げられた基準ゲージ５が主軸と同心に取付けら
れていることである。

第２実施例の計測手順について第３図及びフローチャー
トを示す第４図を参照して説明する。ステップＳ１にお
いて、寸法計測かが確認され、イエスであればステップ
Ｓ２において、１個目か力（確認されイエスであればス
テップＳ３においてペンシルスキャニングスイッチをオ
ンとする。そしてステップＳ４においてセンサ１２のス
クイラス１２ａを指で持って変位させ、基準ゲージ５の
計測位置のＸ軸線上にセンサを移動したのら、静かにＸ
軸方向に移動して基準ゲージにスクイラス先端を当てる
。ステップＳ５において、ペンシルスキャニング開始ス
イッチをオンしてセンサの変位出力が基準値（Ｅｇｏ）
となるところのＸ、Ｘ軸座標値（Ｘｇ、Ｚｇ）を記憶し
、基準ゲージ５外周の直径とＸ軸座標値（Ｘ　ｇ）が−
敗するように原点オフセントする。続いてステップＳ６
において、再びスクイラスを指でもって工作物の寸法測
定したい位置のＸ軸線上にセンサを移動したのち引続き
Ｘ軸方向工作物側へ静かに移動してスタイラス先端を工
作物Ｗ外周に当てる。ステップＳ７においてスキャニン
グ開始スイッチをオンしてセンサの変位出力が基準値（
Ｅｏ）となるところのＸＺ軸の座標値（Ｘ＋、Ｚ＋）を
記憶する。このときのＸ軸座標値（Ｘ、）が１個目の寸
法、Ｗｌｌ定植となる。ステップＳ８において、測定個
所終了かが６９　Ｌ’ｌされ、ノーであればステップＳ
６．Ｓ７を繰り返してＸ、Ｚ軸の座標値（Ｘ２．ＺＺ　
〜Ｘｏ。

Ｚ、）を記ｊｒ！する。そしてステップＳ８において、
イエスにムればステップＳ９において、ペンシルスキャ
ニングスイッチをオフし、ステップ５１０において記憶
したデータをＮＣのＣＲ７画面でチエツクし、ステップ
Ｓｌｌにおいて、データＯＫかが確認され、間違ってい
れば、ノーでステップＳ２に戻り、間違っていなければ
イエスで座標値の初期設定が終了し、１個目の工作物の
手動寸法計測が終了する。

２個目以降の計測は、ステップＳｌを経て、ステップＳ
２においてノーとなり、ステップ５１２において自動計
測サイクルがオンとされ、ステップＳ１３において、初
期設定した基準ゲージ５の座標値（Ｘ　ｇ、　　Ｚ　ｇ
）に自動位置決めし、ステップＳ１４において、寸法計
測する。そしてステップＳ１５において、センサ出力（
Ｅｇｏ’）が初期設定時のセンサ出力（Ｅｇｏ）と異な
る場合には演算回路１６により演算（Ｅｇｏ’　　−Ｅ
ｇｏ）して２個目の補正値を求める。続いてステップＳ
１６において、初期設定した工作物の計測位置の座標値
（Ｘ、、Ｚ、）にセンサを自動位置決めしてステップ３
１７において、寸法計測をする。そしてステップ５１８
において、このときのセンサの出力値（Ｅ、）を演算に
より補正 （Ｅ、−Ｅｇｏ’−Ｅｇｏ）ｌ　してボールねしの熱変
位等による誤差のない正しい工作物の寸法を算出する。

ステップＳ１９において、測定終了かが確認され、ノー
であればステップ３１６〜ステツプ３１８を繰り返して
所定の測定個所がすべて終わるとステップＳ１９におい
て、イエスとなり２個目の自動寸法計測が終了する。

尚上述の第１及び第２実施例は、旋盤における寸法計測
について説明したが本発明の寸法計Ｉ１１方法は旋盤に
限定されるものではなく、マシニングセンタ等にも応用
できるのは勿論である。

効果 本発明は上述のとおり構成されているので、次に記載す
る効果を奏する。

請求項１の寸法計測装置においては、１個目はセンサを
手で変位させて移動体を移動させ、工作物の測定個所に
スタイラスを当て、センサの変位出力が基串値となると
ころの座標値をＮＣに記憶させ、２個目からはこの記憶
した座標値に、センサを自動位置決めして自動計測する
ようになしたので、工作物の種類が変わるたびにプログ
ラム入力する必要がなく、操作時間が短縮され工作物変
更時の対応が迅速にできる。またプログラムミスによる
事故がなくなり安全性が向上する。

請求項２の寸法計測装置においては基準ゲージを設けて
、これを基準に工作物の測定寸法を求めるとともに、２
個目以降はその都度基準ゲージを計測して補正を行うよ
うになしたので、請求項１の効果に加えてボールねしの
熱変位等による測定誤差を補正し、より正確な寸法測定
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の説明図、第２図は第１実施例の手
順を表すフローチャート図、第３図は第２実施例の説明
図、第４図は第２実施例の手順を表すフローチャート図
である。 ５・・基準ゲージ　　　　１２・・センサ１２ａ・・ス
タイラス　１５・・Ｎ　Ｃ＋ｌＩ制御装置Ｗ・・工作物

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）工具取付場所に二次元又は三次元方向に変位検出
   可能なセンサ（１２）を有し前記センサの変位出力によ
   り制御装置（１５）を介して移動体の位置決め可能な工
   作機械において、前記センサのスタイラス（１２ａ）を
   変位させて前記移動体を移動させ、工作物（Ｗ）の測定
   個所に前記スタイラス先端を当てて座標値を制御装置内
   に記憶させ、２個目以降はこの記憶データをもとに自動
   位置決めして自動計測を行うことを特徴とする多種類工
   作物に対応する寸法計測方法。
2. （２）工具取付場所に二次元又は三次元方向に変位検出
   可能なセンサ（１２）を有し工作物（Ｗ）の近傍に寸法
   測定の基準となる基準ゲージ（５）を設け前記センサの
   変位出力により制御装置（１５）を介して移動体の位置
   決め可能な工作機械において、前記センサのスタイラス
   （１２ａ）を変位させて前記移動体を移動し、前記基準
   ゲージと工作物の測定個所とに順次前記スタイラス先端
   を当て、各部の座標値と前記基準ゲージの測定値を基準
   にして１個目の工作物の寸法を求めて前記制御装置内に
   記憶し、２個目はこの記憶データをもとに自動位置決め
   してその都度前記基準ゲージを測定して補正値を求め、
   この補正値で工作物の測定値を補正して自動計測を行う
   ことを特徴とする多種類工作物に対応する寸法計測方法
   。