JPH0349682B2 - - Google Patents

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JPH0349682B2
JPH0349682B2 JP59180035A JP18003584A JPH0349682B2 JP H0349682 B2 JPH0349682 B2 JP H0349682B2 JP 59180035 A JP59180035 A JP 59180035A JP 18003584 A JP18003584 A JP 18003584A JP H0349682 B2 JPH0349682 B2 JP H0349682B2
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JP
Japan
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hole
center coordinate
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wall surface
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JP59180035A
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Minoru Shibuya
Jusuke Kosuge
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Niigata Engineering Co Ltd
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Niigata Engineering Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、工作物にあらかじめ穿設された第1
の穴と第2の穴とに基づいて上記工作物に第3の
穴を穿設する場合に適用される加工方法に関す
る。
従来、工作物に穿設された第1、第2の穴に基
づいて上記工作物に第3の穴を穿設する場合に
は、まず、工作物に第3の穴の加工を行なう工作
機械の主軸にインジケータ(フレ指示計)を取付
け、すでに穿設した第1及び第2の穴の内壁面に
上記インジケータの接触子を当てた後、主軸を回
転させると共に、主軸をX、Y軸方向に移動させ
て、内壁面に沿つて接触子を動かしてもインジケ
ータの指針がふれなくなる位置を捜し、この時の
X、Y軸のスケールの目盛を読取つて、第1、第
2の穴の中心座標値を求め、次いで、これらの中
心座標値と、あらかじめ与えられた第1の穴及び
第2の穴から第3の穴までの距離とに基づいて、
手計算で第3の穴の中心座標値を算出して、上記
工作機械の主軸に第3の穴加工用の工具を挿着
し、X、Y軸用の位置読み取りスケールに従つて
主軸を移動させて該工具を第3の穴の中心座標値
に合わせて穴加工を行なうようにしている。
しかしながら、このようにして第3の穴を加工
すると、第1の穴及び第2の穴の中心座標値を求
める作業、第3の穴の中心座標値の算出作業ある
いは主軸の第3の穴中心座標値への位置決め作業
等を手動操作及び手計算で行なわなければなら
ず、大変手間がかかると共に、作業ミスが生じ易
いという問題がある。
本発明は、上記事情に鑑めてなされたもので、
その目的とするところは、第1の穴と第2の穴に
基づいて自動で第3の穴を穿設でき、第3の穴の
加工作業を迅速かつ確実に行なうことができる数
値制御工作機械による工作物の加工方法を提供す
ることにある。
上記目的を達成するために、本発明は、工作物
にあらかじめ穿設された第1の穴と第2の穴とに
基づいて数値制御によつて上記工作物に第3の穴
を穿設する数値制御工作機械による工作物の加工
方法であつて、工作機械本体の主軸に挿着された
接触子を上記工作物に穿設された第1の穴の内壁
面及び第2の穴の内壁面にそれぞれ3点以上接触
させ、上記穴の内壁面に対する上記接触子の接触
時に接触子から数値制御装置に入力される接触信
号によつて上記第1の穴及び第2の穴の位置デー
タをそれぞれ上記数値制御装置に取込み、これら
の位置データに基づいて上記第1の穴及び第2の
穴の中心座標値を算出した後、これらの算出され
た第1の穴及び第2の穴の中心座標値と、あらか
じめ上記数値制御装置に入力されている上記第1
の穴と第3の穴との距離及び上記第2の穴と第3
の穴との距離とに基づいて、上記数値制御装置に
より、上記第3の穴の中心座標値を算出し、次い
で、上記主軸に上記第3の穴加工用の工具を挿着
した後、この主軸を上記数値制御装置で算出され
た第3の穴の中心座標値に位置決めして、上記工
作物に第3の穴を穿設するものである。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。
第1図と第2図中1は自動工具交換装置を有す
る工作機械本体2のベツドであり、このベツド1
上にはコラム3が設けられており、このコラム3
は、ベツド1の端部に設置されたコラム駆動用の
サーボモータ4によつて、z軸(第1図において
左右、第2図において前後)方向に移動するよう
に構成されている。また、コラム3には、主軸頭
5が設けられており、この主軸頭5は、コラム3
の上部に設置された主軸頭駆動用のサーボモータ
6によつて、y軸(第1図と第2図において上
下)方向に移動するようになつている。そして、
主軸頭5には、主軸モータ7によつて回転せしめ
られる主軸8が設けられている。この主軸8は、
これに挿着された工具によつてテーブル9上の工
作物10を加工し、かつ接触子11によつて工作
物10に穿設された穴の位置を検出するものであ
る。さらに、テーブル9は、ベツド1の一対の案
内レール12に嵌め込まれたテーブルベース13
上に載置されており、このテーブルベース13
は、ベツド1に設けられたテーブル駆動用のサー
ボモータ14によつて、x軸(第1図において紙
面に対して垂直、第2図において左右)方向に移
動するように構成されている。
また、15は数値制御装置であり、テープ16
による指令を各モータ4,6,7,14に伝えて
自動運転にて工作物10を加工し、かつ工具の交
換等の制御を行なう周知のものである。この数値
制御装置15は、中央演算処理装置17と記憶装
置18のほかに補間器19を有する。この補間器
19は、フイードパルスfの入力毎に内部演算を
行なつて補間パルスを出力する関数発生器20
と、この関数発生器20から出力される補間パル
スの指令入力とフイードバツク入力の偏差に応じ
て、各サーボモータ14,6のサーボ装置を制御
するための出力パターンを発生させるx軸、y軸
用の各位置制御器21,22とから成り、接触子
11から出された検出信号が信号検出回路23を
介して中央演算処理装置17に入力されると、ア
ンド回路ANDが閉じて、それまでフイードパル
スfによつて作動せしめられていたサーボモータ
14,6を停止させると共に、各位置制御器2
1,22のx軸カウンタ及びy軸カウンタの内容
を中央演算処理装置17のアキユムレータに転送
するようになつている。
次に、上記のように構成された数値制御工作機
械によつて、第1の穴H1及び第2の穴H2に基づ
いて第3の穴H3を工作物10に穿設する場合に
ついて、第4図ないし第8図を参照して説明す
る。なお、穴H1,H2の直径2R1,2R2と、中心座
標値(x′1、y′1)、(x′2、y′2)はテープ16に予

設定される。穴H1,H2の中心座標値(x′1
y′1)、(x′2、y′2)は、上記のように一応分かつて
いるが、工作物10をテーブル9に固定する際に
位置ずれを生じたり、前加工時に加工誤差を生じ
ている場合もあつて、実際の中心座標値(x1
y1)、(x2、y2)とは必ずしも一致していない。そ
こで、工作物10がテーブル9に固定された状態
において正しい中心座標値(x1、y1)、(x2、y2
を測定する必要がある。
まず、第1の穴H1の中心座標値(x1、y1)を
算出する処理を行なうために、作業者はテープ1
6上にM=1と設定して、第4図に示す主ルーチ
ンを開始すると、中央演算処理装置17はステツ
プSP1に示すようにMの値を読み取り、判別し、
ステツプSP2に示すX軸測定動作ルーチンを実行
して、第7図に示すように、接触子11が第1の
穴H1の右壁面に接触した時のx座標x1R及び第1
の穴H1の左壁面に接触した時のx座標x1Lを求め
る。第7図では、接触子11は穴H1の中心を通
るX軸に沿つて動くように描かれているが、前記
のように、加工プログラム上の中心座標値(x′1
y′1)と真の中心座標値(x1、y1)の間には誤差
があるのが普通なので、実際には、接触子11は
穴H1の中心からyとy′1の誤差だけ上、または下
にずれた位置を移動する。しかし、接触子11が
穴H1の真の中心座標(x1、y1)から上記の誤差
だけずれた位置を移動して穴H1の内壁面に触れ
ても、それに関係なく、x1は(x1R+x1L)/2
(後記)によつて表される。
このX軸測定ルーチンを第5図に基づいて記述
すると以下のようになる。まず中央演算処理装置
17は、ステツプSP20に示すように変数値とし
て作業者がテープ16上に設定した第1の穴H1
の直径2R1を読み取り、その値を記憶装置18に
記憶すると共に、記憶装置18内にカウンタAの
エリアを設けその値を“0(ゼロ)”に設定する。
次いで、ステツプSP21に示すように、中央演算
処理装置17は上記第1の穴H1の直径2R1と、テ
ープ16上に設定した穴H1の中心座標値(x′1
y′1)とに基づいて第7図に示す第1の穴H1の右
壁面(テープ16に設定された穴H1の右壁面)
から2mm離れた位置a1の座標値(x′1+R1−2−
R、y′1)を算出した後、ステツプSP22に示すよ
うに起点Oから上記位置a1に、主軸8に挿着され
た接触子11が来るように、x軸及びy軸駆動用
のサーボモータ14,6を駆動すると共に、z軸
駆動用のサーボモータ4を駆動して接触子11を
第1の穴H1内に挿入する。なお、接触子11は、
通常、工具収納ドラム(図示省略)に工具と同様
に収納されており、第1の穴H1及び第2の穴H2
の中心座標値算出処理時に自動工具交換装置(図
示省略)にて主軸8に挿着される。
続いて、ステツプSP23に示すように、x軸駆
動用のサーボモータ14を駆動して、接触子11
を第1の穴H1の右壁面に接触させると、この接
触子11の出力する接触信号が信号検出回路23
を介して中央演算処理装置17の割込端子に入力
される。そして、中央演算処理装置17は、上記
接触信号を受け取ると、アンド回路ANDを閉じ
て、フイードパルスfが関数発生器20に入力さ
れないようにするから、それまでx軸駆動用のサ
ーボモータ14を駆動していた位置制御器21へ
の指令入力が停止されて、上記サーボモータ14
は回転を止め、接触子11は第1の穴H1の右壁
面に接触した状態で停止する。この時、中央演算
処理装置17は、上記位置制御器21のx軸カウ
ンタの内容x1Rを取り込み、記憶装置18内の記
憶エリアに格納する(ステツプSP24参照)。
次いで、変数値である第1の穴H1の穴径2R11
の符号を反転し、かつカウンタAを更新(+1)
した後(ステツプSP25、SP26参照)、カウンタ
Aの内容が2になつたかどうか判別する(ステツ
プSP27参照)。この場合、カウンタA=1である
ので、ステツプSP21に戻り、第7図に示す第1
の穴H1の左壁面から2mm離れた位置a2の座標値
(x′1−R1+2,y′1)を算出した後、x軸駆動用
のサーボモータ14を駆動して、接触子11を上
記位置a2に位置決めし、さらに接触子11を低速
で第1の穴H1の左壁面に接触させて、上記サー
ボモータ14を停止させる(ステツプSP22、
SP23参照)。そして、この接触位置のx座標値
x1Lを中央演算処理装置17が記憶装置18内に
格納すると、ステツプS27のカウンタAの判別に
おいて、カウンタA=2になるので、ステツプ
S28に示すように、接触子11を起点Oに戻す。
このようにして、第4図のステツプSP2に示すx
軸測定動作ルーチンが完了する。なお、穴H1
内壁面から2mm離れた位置a1,a2を算出する理由
は、内壁面にできるだけ近い位置a1に誤差を見込
んで接触子11を挿入し、また右壁面に対する接
触子11の接触後、他の位置a2まで接触子11を
早送りで移動させて作業能率を上げるためであ
る。接触子穴11をH1のテープ16上の中心に
挿入した後、上記位置a1,a2に早送りして作業能
率をあげることもできる。上記から理解されるよ
うに位置a1,a2は2mm以外でもよく、また位置
a1,a2の算出を省くこともできる。
次に、第4図のステツプSP3に示すy軸測定動
作ルーチンを実行するが、その内容は、第5図に
よつて説明したx軸測定動作ルーチンと同様であ
る。すなわち、接触子11を第1の穴H1の下壁
面から2mm離れた位置a3に位置決め後、該下壁面
に接触させて、その時のy座標値y1Lを記憶装置
18内に格納すると共に、第1の穴H1の上壁面
から2mm離れた位置a4から該上壁面に接触させ
て、その時のy座標値y1Uを記憶装置18内に格
納する。
このようにして記憶装置18内に格納された座
標値x1R,x1L,y1L,y1Uと、接触子11の先端の
直径2Rとに基づいて、中央演算処理装置17は、
第1の穴H1の中心座標値(x1,y1)を算出して、
記憶装置18内に格納する(ステツプSP4、SP5
参照)。すなわち、第1の穴H1の中心座標値
(x1、y1)は、 x1=(x1R+R)+(x1L−R)/2=x1R+x1L/2 y1=(y1L+R)+(y1U−R)/2=y1L+y1U/2 によつて求められる。
同様にして、第2の穴H2の中心座標値(x2
y2)を算出する処理を行なうために、M=2を設
定して、第4図に示すステツプSP6〜SP9を実行
し、第7図に示す座標値x2R,x2L,y2L,y2Uを求
める。これらの座標値x2R,x2L,y2L,y2Uを接触
子11の直径2Rとに基づいて、第2の穴H2の中
心座標値(x2、y2)を算出して、記憶装置18内
に格納する。ここで、x2,y2は、 x2=(x2R+R)+(x2L−R)/2=x2R+x2L/2 y2=(y2L+R)+(y2U−R)/2=y2L+y2U/2 によつて求められる。
さらに、M=3を設定して、第4図に示すステ
ツプSP10を実行して第3の穴H3の中心座標値
(x3,y3)を求める。この第3穴中心座標値計算
ルーチンは、第6図に示すように、まず、計算を
簡略にするために、平行移動によつて座標変換を
行なう(ステツプSP30参照)。すなわち、 第1の穴H1の中心座標値(x1,y1)→(O,
O) 第2の穴H2の中心座標値(x2,y2)→(X2,Y2) 第3の穴H3の中心座標値(x3,x3)→(X3,Y3) 次いで、上記第1の穴H1と第2の穴H2の中心
座標値と、第1の穴H1と第3の穴H3との距離r1
と、第2の穴H2と第3の穴H3との距離r2に基づ
いて、第3の穴H3の中心座標値(X3,Y3)を算
出する(ステツプSP31参照)。この算出方法を第
8図を参照して説明する。
まず、第3の穴H3の中心は、第1の穴H1の中
心座標値(O,O)を中心にして半径r1の円周上
に、かつ、第2の穴H2の中心座標値(X2,Y2
を中心にして半径r2の円周上にあるので、 X2 3+Y2 3=r2 1 ……(1) (X3−X22+(Y3−Y22=r2 2 ……(2) が成立する。
(2)式より X2 3+Y2 3+aX3+bY3+c=O ……(2)′ a=−2X2 b=−2Y2 c=X2 2+Y2 2−r2 2 (1)式を(2)式に代入すると、 r2 1+aX3+bY3+c=Oとなるので、 aX3+bY3+c1=O c1=X2 2+Y2 2+r2 1−r2 2 ……(3) (3)式より Y3=−1/b(aX3+c1) ……(4) (4)式を(1)式に代入して X2 3+1/b2(aX3+c12=r2 1 上式を変形して (a2+b2)X2 3+2ac1X3+c2 1−b2r2 1=O 故に、 X3=−ac1±b/a2+b2 このようにして得られた第3の穴H3の中心座
標値は(X3、Y3)と(X′3、Y′3)の2点あるの
で、スチツプSP32に示すように、(X3、Y3)か
(X′3、Y′3)かを判別する。その方法は、あらか
じめ入力されている第1の穴H1と第3の穴H3
の距離r1及び第2の穴H2と第3の穴H3との距離
r2の符号により判別するもので、例えば、各距離
r1、r2がともに正の場合には、第1の穴H1の中心
と第2の穴H2の中心とを結ぶ直線lより上側に
ある点、第8図においてはQ3(X3、Y3)を、か
つ各距離r1、r2がともに負の場合には、上記直線
lより下側にある点、Q′3(X′3、Y′3)を選択する
ものである。そして、Q3(X3、Y3)を選択した
場合には、この座標値(X3、Y3)を元の座標に
戻し(ステツプS33参照)、また、Q′3(X′3、Y′3
を選択した場合には、この座標値(X′3、Y′3)を
元の座標に戻す(ステツプS34参照)。
上記のようにして、第4図のステツプSP10に
示す第3の穴H3の中心座標値(x3、y3)が求め
られるから、第3の穴H3加工用の工具を上記接
触子11の代わりに主軸8に挿着した後、この工
具を上記座標値(x3、y3)に位置決めして、z軸
駆動用のサーボモータ4を駆動し、第3の穴H3
の加工を行なう(ステツプSP11参照)。穴H1
H2の中心座標値の測定は、それらの内壁面の直
交4位置に接触子11を接触させて行つている
が、接触点数は最低3点である。
以上説明したように、本発明は、工作機械本体
の主軸に挿着された接触子を工作物に穿設された
第1の穴の内壁面及び第2の穴の内壁面にそれぞ
れ3点以上接触させ、上記穴の内壁面に対する上
記接触子の接触時に接触子から数値制御装置に入
力される接触信号によつて上記第1の穴及び第2
の穴の位置データを数値制御装置に取込み、これ
らの位置データに基づいて上記第1の穴及び第2
の穴の中心座標値を算出するものであるから、工
作物に穿設された第1及び第2の穴の内壁面の数
カ所に接触子を押し当てるだけで、簡単にかつ自
動的に、第1及び第2の穴の中心座標値を算出で
きる。また、第1の穴及び第2の穴の中心座標値
と、第1の穴と第3の穴との距離と、第2の穴と
第3の穴との距離とに基づいて、第3の穴の中心
座標値を算出するものであるから、第3の穴の中
心座標値を容易に算出でき、第3の穴の加工が自
動的に行なえる。従つて、従来のように、手動操
作や手計算によつて第1、第2の穴を基準にして
第3の穴を加工しているのに比べて、迅速かつ確
実に加工を行なうことができ、作業性が大幅に向
上するという優れた効果を有する
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施する数値制御工作機械の
概略構成図、第2図は第1図の数値制御工作機械
の工作機械本体を示す正面図、第3図は数値制御
装置のブロツク図、第4図は、本発明に係る方法
を示す主ルーチンの流れ図、第5図は、x軸ある
いはy軸の測定動作ルーチン(サブルーチン)を
示す流れ図、第6図は、第3の穴の中心座標値計
算ルーチン(サブルーチン)を示す流れ図、第7
図は、第1の穴及び第2の穴の中心座標値の算出
を説明する説明図、第8図は、第3の穴の中心座
標値の算出を説明する説明図である。 2……工作機械本体、8……主軸、10……工
作物、11……接触子、15……数値制御装置、
H1……第1の穴、H2……第2の穴、H3……第3
の穴。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 工作物にあらかじめ穿設された第1の穴と第
    2の穴とに基づいて数値制御によつて上記工作物
    に第3の穴を穿設する数値制御工作機械による工
    作物の加工方法であつて、工作機械本体の主軸に
    挿着された接触子を上記工作物に穿設された第1
    の穴の内壁面及び第2の穴の内壁面にそれぞれ3
    点以上接触させ、上記穴の内壁面に対する上記接
    触子の接触時に接触子から数値制御装置に入力さ
    れる接触信号によつて上記第1の穴及び第2の穴
    の位置データをそれぞれ上記数値制御装置に取込
    み、これらの位置データに基づいて上記第1の穴
    及び第2の穴の中心座標値を算出した後、これら
    の算出された第1の穴及び第2の穴の中心座標値
    と、あらかじめ上記数値制御装置に入力されてい
    る上記第1の穴と第3の穴との距離及び上記第2
    の穴と第3の穴との距離とに基づいて、上記数値
    制御装置により、上記第3の穴の中心座標値を算
    出し、次いで、上記主軸に上記第3の穴加工用の
    工具を挿着した後、この主軸を上記数値制御装置
    で算出された第3の穴の中心座標値に位置決めし
    て、上記工作物に第3の穴を穿設することを特徴
    とする数値制御工作機械による工作物の加工方
    法。
JP18003584A 1984-08-29 1984-08-29 数値制御工作機械による工作物の加工方法 Granted JPS6161703A (ja)

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