JPH04217438A - 工作機械の自動レベル調整方法と装置 - Google Patents

工作機械の自動レベル調整方法と装置

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JPH04217438A
JPH04217438A JP5175491A JP5175491A JPH04217438A JP H04217438 A JPH04217438 A JP H04217438A JP 5175491 A JP5175491 A JP 5175491A JP 5175491 A JP5175491 A JP 5175491A JP H04217438 A JPH04217438 A JP H04217438A
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adjustment
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leg
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Hisao Ishii
久夫 石井
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は工作機械の自動レベル調
整方法と装置に関し、特に、工作機械が機械加工動作を
停止している時にレベル調整を行なう静的自動レベル調
整ばかりでなく、機械加工中に可動部の移動に伴うレベ
ル変化の調整、つまり、動的自動レベル調整をも随時、
最適状態に設定して機械の静的、動的精度を高水準に維
持可能にする工作機械の自動レベル調整方法と装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】機械加工現場における工作機械の据え付
けに当たっては、正確なレベルリング(水準調整と鉛直
調整)を確保して主軸を保持した主軸頭、ワークテーブ
ル、サドル等の工作機械の諸可動要素の動作を高精度化
することが高い加工精度を達成する上で必須とされる。 例えば、水平であるべきワークテーブルのX軸、Y軸系
の摺動路に傾きが有ると、可動体でワークテーブルに作
用する重力が偏荷重として作用し、正常なテーブル移動
が阻害されたり、また、送りねじ軸やガイド部分、ワー
クテーブル自体等に弾性変形や塑性変形を引き起こして
工作機械の精度劣化をはやめ、寿命低下の原因にもなる
【0003】従って、工作機械の据え付け時にはレベル
調整が念入りに行われる。即ち、通常のレベル調整方法
は、工作機械の所定部分、まつり、ワークテーブルの摺
動路、ワークテーブル上面、コラム鉛直面等に水準器を
設置し、水準器を読みながら機械の基台底部の複数箇所
に設けられた回転ねじ式の調節脚を手動で回転調節して
、適正のレベル精度を得るようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、上述のよ
うに複数の回転ねじ式の調節脚を順次に手動回転させな
がら、水準器の読みを高水準度に追い込む方式では、高
い機械精度を保証し得る程度までレベル調整を行うのに
多大の労力と時間とを要し、また、熟練度も必要とする
等の問題がある。また、近年は、小型工作機械の普及に
伴い、機械を使用現場内や使用現場間で頻繁に移動する
こともあるので、その度にレベル調整に多大の労力と時
間を要するようでは、機械の稼働率低下をきたす問題も
ある。このような、従来の問題点を解消する一環として
、レベル調整を簡単化すべく工作機械自体の剛性を強化
することにより、調節脚の使用個数を機械底部の3ヵ所
又はそれよりやや多い程度の可及的に少ない位置に設置
して調整作業の簡素化を図る方法もとられて来たが、所
が、機械剛性を強化すると、工作機械の構造が必然的に
固定化され、また、重量の増加を免れることができない
と言う難点がある。その結果、重量の増加は工作機械の
搬出、搬入等の輸送を困難にし、しかも、価格低減が困
難になる問題が発生する。
【0005】更に、近年は工作機械と付設してパレット
移送装置、ロボットその他の種々の周辺機械が併用され
る使用方法が増加している。これらの周辺機器は工作機
械の機体と一体部分として製作することは困難であり、
必要に応じて結合される形態を有しているから、それら
の周辺機器のレベル調整をも必要になり、一台の工作機
械の据え付けに関して総合すると、極めて多数の調整脚
を手動調整しなければならない事態が発生し、煩瑣とな
る。しかも、複数の周辺機器が付設されるような場合に
は調整脚を回転させるスパナ等の調整工具が届かない場
合も発生し、困難度は加速的に増大する。
【0006】依って、本発明の目的は、上述のような問
題点の解消と困難の排除を図る工作機械のレベル調整方
法と装置、特に自動レベル調整装置を提供せんとするも
のである。
【0007】本発明の他の目的は、工作機械が機械加工
作用の遂行している稼働中においてもワークが積載され
たワークテーブルの積載面の水平度が維持されるように
、自動レベル調整機能を発揮可能な自動レベル調整方法
と装置とを提供せんとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段と作用】本発明は、工作機
械の機台の底部に設けられる回転ねじ式の調整脚の調整
操作を手動に依存することなく、アクチュエータにより
、自動化し、かつ、レベル検出を自動的に行って、検出
されたレベル値から調整脚のアクチュエータによる調整
量を自動調節できるようにしたものである。即ち、本発
明によれば、工作機械の設置現場で自動的にレベル調整
を行う自動レベル調整装置において、工作機械の機台下
底部に設けた複数のレベル調整脚と、上記複数のレベル
調整脚を作動させるアクチュエータと、上記工作機械の
所定の位置に取付けられたレベル検出手段と、上記レベ
ル検出手段の検出値に従って上記アクチュエータを駆動
し、レベル調整が得られるように上記レベル調整脚を作
動させる制御手段とを、具備して構成された工作機械の
自動レベル調整装置を提供するものである。上記構成に
よれば、上記レベル検出手段からのレベル検出値に従っ
て、制御手段がアクチュエータを駆動し、レベル調整脚
を作動させてレベル検出手段の検出値が規定のレベル調
整度に達するまで自動レベル調整を続行すれば良いので
ある。なお、複数のレベル検出手段からの検出値を監視
することにより、それらの検出値から最も良好な水準状
態が得られるまで、繰り返しアクチュエータを駆動して
レベル調整脚を作動させることようにすることもできる
【0009】また、本発明は、工作機械の機台上で直交
する2方向に移動可能なワークテーブルのレベル調整を
自動調整する方法において、該ワークテーブル表面の直
交2方向における水平検出を行なって対応の信号を送出
可能なレベル検出手段を該ワークテーブルに装着し、前
記機台下底部における3角点の位置に、外部から作動さ
れる各々のアクチュエータ手段による駆動に従って調整
用の上下変位が可能なレベル調整脚を設け、前記レベル
検出手段から得た前記ワークテーブル表面の水平面から
の傾きの最大傾斜線の直交平面座標内における方向と該
最大傾斜線方向における単位長さ当たりの傾斜角度値と
を演算手段で演算し、前記演算結果に従って、前記3つ
のレベル調整脚位置における水平面からの高さズレを求
めて記憶し、該記憶した前記3つの調整脚位置における
高さズレの値から各レベル調整脚位置における何れか1
点の調整脚位置の高さズレに対する他の2つの調整脚位
置における高さズレを更に求め、その求めた2つの高さ
ズレを調整するように、それら2つの調整脚位置におけ
る調整脚をアクチュエータ手段で駆動して高さズレを修
正するようにした工作機械の自動レベル調整方法等の種
々の自動レベル調整方法が提供される。以下、本発明を
添付図面に示す実施例に基づいて、更に、詳細に説明す
る。
【0010】
【実施例】
図1は、本発明による自動レベル調整装置を備えた工作
機械の全体構成を示すブロック図、図2は、レベル調整
脚とアクチュエータの構成を示す部分拡大図、図3の(
a)は本発明による工作機械の自動レベル調整方法の一
実施例を示すフローチャート、(b)は同方法の実施に
おける工作機械のワークテーブルに対する調整脚とレベ
ル検出手段の配置とを略示した平面図、図4の(a)は
本発明による工作機械の自動レベル調整方法の他の実施
例を示すフローチャート、(b)は同方法の実施におけ
る工作機械のワークテーブルに対する調整脚とレベル検
出手段の配置とを略示した平面図、図5は、本発明によ
る工作機械の自動レベル調整方法の更に他の実施例とし
て機械稼動中にワーク設置面のレベル最適化を図る実施
例のフローチャート、図6は、工作機械の稼動中にワー
ク設置面のレベルを追従的に補正するレベル調整方法を
説明するフローチャートである。
【0011】図1において、工作機械の1例としてのマ
シニングセンタ10は機台12、この機台12から立設
したコラム14、同コラム14に沿って上下に摺動する
主軸頭16、主軸頭16に保持されて下端に装着された
工具を高速で回転させる主軸18、同主軸18の下方の
機台12上において直交するX軸、Y軸の両方向に移動
摺動可能なワークテーブル20等を有して構成されてい
る。ここで可動要素であるワークテーブル20が正確に
水平面内で移動変位し、また主軸頭16がコラム14に
沿って正確に鉛直面内で移動変位することが高加工精度
を得る上で必須の要件とされる。従って機台12の底部
には所定の複数位置にレベル調整脚22が装着されてい
る。
【0012】ここで、調整脚22は、その構造が図2に
詳細に図示されているように、脚台座24と、この脚台
座24に固定された調節ねじ26と、同調節ねじ26の
頂部に固定された伝動車、例えば歯付きプーリ28とか
ら構成されている。そして、本発明においては、上記の
レベル調整脚22を作動させる駆動源(アクチュエータ
)としてモータ30が設けられ、このモータ30の出力
軸に取付けられた駆動プーリ32と上記の歯付きプーリ
28との間にベルト34が掛け渡されている。故に、モ
ータ30をレベル調整脚22の作動用アクチュエータと
して駆動すると、同モータ30の回転がベルト34を介
してレベル調整脚22に伝動され、モータの正逆回転方
向に応じてレベル調整脚22を脚中心軸に関して上下に
調整作動させ得る構成になっている。
【0013】再び、図1において、上記レベル調整脚2
2とアクチュエータとは、機台12の底部に形成された
凹所内に設けられ、調整脚22は、機台12から突出さ
せた調節脚支持ブラケット12aにねじ係合されている
。故に、この調節脚22をアクチュエータであるモータ
30により作動させて、調節ねじ26を調節脚支持ブラ
ケット12aに対して変位させ、脚長さを微動調整する
ことにより、マシニングセンタ10のレベリングを、機
械設置面に対して微動調整することができるのである。 他方、マシニングセンタ10の機体における各所、つま
り、レベリング状態を監視し、検出するのに適当な箇所
にはレベル検出手段として電気水準器36が取付けられ
る。上述のレベリング状態の監視又は検出位置としては
、例えば、機台12、ワークテーブル20の上面や側面
、ワークテーブル20が移動する摺動路の近傍位置、コ
ラム14における主軸頭16の上下摺動路の脇位置等が
適当であり、図示例では、ワークテーブル20の側面に
電気水準器36が取付けられ、ワークテーブル20の理
想的水平面に対する傾きを検出している。
【0014】上述のように、電気水準器36は、取付部
の水準度合を電気的信号の形態で送出し得るように構成
されているもので、同電気水準器36は、信号ライン3
8aを介して制御装置40に接続され、検出データの電
気信号を同制御装置40に送出している。従って複数の
電気水準器36が設けられる場合には、夫々の電気水準
器36が制御装置40へ接続され、マシニングセンタ1
0の夫々の位置における水準度合いを示す電気信号が制
御装置40へ送出されている。なお、コラム14に取付
けられた電気水準器36は、同コラム14の水平面に対
する鉛直度を検出し、その検出信号を送出する。
【0015】他方、制御装置40は、マシニングセンタ
10に常設される周知の数値制御装置を用いて構成して
も良く、また、必要に応じて別に構成したものであって
も良い。要するに電気水準器36の検出データの電気信
号を得て、それらの電気信号からマシニングセンタ10
の各位置におけるレベリング度合い、つまり、例えばワ
ークテーブル20の表面に設定した平面座標軸に関して
傾き方向や各位置における水平面からの高さずれ量を演
算し、又所要に応じてそれらの値を指示し、更に、それ
ら演算結果のレベリング度合いに応じてレベル調整脚2
2にレベル調整用の駆動信号を送出する機能を有するも
のであれば良い。従って、制御装置40は、図示のよう
に、メモリー手段、41、CPU42、表示手段43、
インターフェイス44等の諸手段を備えて構成される。 なお、レベリング度合いの指示は、好ましくは、それを
作業者が目視できる表示画面に表示することが好ましい
。上記制御装置40は各レベル調整脚22と電気信号ラ
イン38bを介して接続され、夫々のレベル調整脚22
のアクチュエータ用モータ30を各独立に駆動して夫々
のレベル調整脚22を個別に作動させることができるよ
うに構成されている。勿論、複数のレベル調整脚22を
同時に作動させることも可能である。
【0016】上述の構成から成る工作機械の自動レベル
調整装置を形成しておけば、電気水準器36から送出さ
れる水準度合いのデータを制御装置40により参照し、
複数のレベル調整脚22のアクチュエータ用モータ30
を夫々又は選択的に何れかのモータ30を駆動し、レベ
ル調整脚22を作動させてマシニングセンタ10の水準
調整を自動的に得ることができるのである。なお、上述
した電気水準器36による水準度合いの検出と、アクチ
ュエータを介してレベル調整脚22を作動させるレベル
調整操作は、マシニングセンタ10が機械加工作用を遂
行中でも動的レベル調整として行なうことが可能であり
、故に機械の稼動中、停止中の如何に関わりなく、レベ
ル調整を遂行可能である。故に、必要時に任意に電気水
準器36の検出データを制御装置40に取込んで、アク
チュエータ用モータ30を駆動させ、レベル調整脚22
を作動させるレベル調整実施方式とすることも可能であ
り、例えば、マシニングセンタ10に対する電源投入時
、プログラム運転開始時点等の特定時期を指定して静的
なレベル調整を行うようにすることもできる。
【0017】なお、制御装置40において、電気水準器
36からの検出データをメモリ手段41で記憶すれば、
マシニングセンタ10の可動要素が種々、移動変位した
状態におけるレベリング状態のデータを記憶することに
より、それら記憶したレベリング状態のデータを比較、
処理することによって、機械の可動部分の移動に対する
最適のレベリング調整を予め確保することも可能となる
【0018】次に、図1に示した本発明に係る自動レベ
ル調整装置を用いて遂行する工作機械の自動レベル方法
に就いて説明する。図3は、本発明による工作機械の自
動レベル調整方法の一実施例を示すフローチャートと同
方法の実施における工作機械のワークテーブル20の底
面に設けられる調整脚22とレベル検出手段(電気水準
器)36の配置とを略示した平面図で、特に、本実施例
では、ワークテーブル20の3つの支持点に調整脚22
を配置し、ワークテーブル20の理想水平面からの傾き
を検出する2つのレベル検出手段36を直交配置で設け
て静的な自動レベル調整方法を行なう場合を説明してい
る。
【0019】図3(b)に示す如く、レベル検出手段3
6をワークテーブル20の表面に設定される直交座標系
(X軸、Y軸)で直交配置すると、同検出手段36によ
り、X軸方向、Y軸方向における水平片からの傾斜が検
出でき、それは、平面座標系で何方の方向に最大傾斜を
有した傾きであるか、座標面における単位長さ当たりに
、どれだけ理想平面から高さずれが生じているかが検出
され、制御装置40にインターフェイス44を介して検
出値が送出される(図3(a)のステップ(1))。 従って、制御装置40においては、入力された検出値か
ら、CPU42が演算を行い、図3(a)のステップ(
2)に示すように、被加工ワークが載置されるワークテ
ーブル20がX軸、Y軸座標系で最大傾斜方向を示す方
向と単位長さ当たりの傾斜角度を計算する。
【0020】次いで、制御装置40は、3つの調整点に
おける調整脚22の何れか1つを基準点にして他の2つ
の調整脚22の位置における理想水平面からの高さずれ
量を計算する(ステップ(3))。次に、制御装置40
は、上記の計算結果から、その2つの調整脚22の位置
で当該調整脚22をアクチュエータで作動して高さずれ
を調整すると、夫々の調整脚22のねじ送りストローク
量を越えるか否かをCPU42において判別する(ステ
ップ(4)。その判別結果においてねじ送りストローク
量が越えないときは、高さずれ量の修正が可能であるか
ら、そのまま、調整を行なうと、ワークテーブル20の
表面における水平面、つまり、レベル調整が達成される
(ステップ(5))。判別結果において、調整脚22の
ねじ送りストローク量が高さずれ量を調整するだけ得ら
れないときは、その調整脚22の位置を今度は基準位置
にして、他の2つの位置に設けた調整脚22の高さずれ
量を計算し、その分だけ両調整脚22をねじ移動させる
と高さ調整が得られる(ステップ(6))。上述のよう
な自動レベル調整を随時遂行して工作機械のワークテー
ブル20を水平状態に維持し、機械加工を遂行すること
ができる。
【0021】図4は他の実施例を説明するもので、調整
脚22がワークテーブル20の4つの隅部に設けられた
場合に静的な自動レベル調整を実施する例である。同実
施例では、(b)図に示す直交配置で設けたレベル検出
手段36によって検出されるワークテーブル20の水準
度を先ず作業者が監視する(ステップ(1))。次いで
、ワークテーブル20の4つの隅部に調整脚22が配置
された場合は、3つの位置に調整脚22を設けた前述の
実施例と異なり、何れか1つの調整脚22の脚端が工作
機械の設置面が浮き上がる場合があることを考慮しなけ
ればならない。故に、上記のステップ(1)の水準度を
監視しながら、4つの調整脚22が何れも、設置面から
浮き上がっていることが無い状態、つまり、調整脚22
のねじ移動ストロークに従って、その点におけるワーク
テーブル20位置か上下するように、予め調整脚22を
有効状態にする(ステップ(2))。このような有効状
態を得るには、調整脚22を1つずつねじストロークさ
せ、この間にレベル検出手段36の検出状態を監視し、
同検出結果の出力信号が正負変化する位置を見出して停
止する。次に、レベル検出手段36の出力信号が元に戻
るまで、その調整脚22をアクチュエータで逆転させる
。このような操作を4つの調整脚22の夫々に就いて遂
行すれば、4つの調整脚22を何れも有効状態に設定す
ることができる。
【0022】次いで、レベル検出手段36の現在の検出
結果から、ワークテーブル20に関し、先の実施例と同
様に座標系における最も傾斜が大きく、理想水平面に対
して最も低位に成っている方向を計算し、その方向に最
も近い調整脚22をアクチュエータで上昇ストロークに
よる調整動作させる(ステップ(3))。次に、上記の
ステップ(3)における調整脚22のねじストロークの
間に、レベル検出手段36が水準位置の検出を行なった
か否かを監視する(ステップ(4))。
【0023】その結果、上記調整脚22の調整用のねじ
ストロークの間に、2つのレベル検出手段22の何れか
が水準位置を呈した場合には、その調整脚22のねじス
トロークを水平位置で停止させ、他の3つの調整脚22
を何れも前述したステップ(2)と同様な操作で有効状
態にする(ステップ(5))。このとき、水準状態を呈
したレベル検出手段36に対してステップ(5)で調整
された調整脚22と対向位置に在る調整脚22は、最早
、調整の必要が無いが、更に、このとき、未だ水準を呈
していない方のレベル検出手段36に関して、理想水平
状態より低い側に在る2つの調整脚22のねじ移動スト
ローク量をアクチュエータの作動で調整して当該水準を
呈していない方のレベル検出手段36が水準を示す位置
に到達させ、レベル調整が終了する(ステップ(6))
【0024】然しながら、上述したステップ(4)の過
程で、両レベル検出手段36が共に水準を呈し無いとき
は、ステップ(4)で調整ストロークさせた調整脚22
を予め選定したねじストローク値までそのまま移動を継
続させ、当該選定した所定のストローク値に達したとき
に、なおストローク限界(もう、それ以上は調整脚をア
クチュエータでねじ移動させ得ない限界状態)に達しな
い有効状態に在るか否かを判断する(ステップ(7))
【0025】ストローク限界に達する前に所定のストロ
ーク値にその調整脚22が到達したときは、他の3つの
調整脚22をステップ(2)と同様にして有効状態にし
(ステップ(8))、次いで、上述したステップ(3)
に戻り、再び、4つの調整脚22に就いてレベル調整を
繰り返し、ステップ(6)に到るようにしてレベル調整
を終了させる。また、ステップ(7)の判断時に、その
調整脚22のねじストロークが所定値に達する前に、ス
トローク限界に達したときは、再び、前述のステップ(
3)に戻り、再度、レベル調整を繰り返す。以上は工作
機械のワークテーブル20に就いて、静的レベル調整を
実行する場合の2つの実施例に就いて説明した。
【0026】次に、工作機械の動的自動レベル調整方法
の実施例に就いて、説明する。図5は工作機械の可動部
、従って、ワークテーブル20やコラム14に沿って主
軸頭16が摺動する場合に、当該可動部の移動に伴うレ
ベル変化を最適状態に修正するように自動レベル調整す
る場合を説明したフローチャートである。図5から明ら
かなように、レベル検出手段36を複数個、例えば、互
いに直交配置で2つのレベル検出手段36をワークテー
ブル20に設置し、コラム14に1つのレベル検出手段
36を設ける。
【0027】次に、工作機械の上記可動部分を全て、定
位置に設定する。例えば、ワークテーブル20の直交2
軸方向、つまり、X軸、Y軸の移動始点位置に設定し、
又、主軸頭16もZ軸方向の始点位置に設定する(ステ
ップ(1)。次に、ワークテーブル20をX軸始点から
終点まで移動させ、その間のレベル変化を3 つのレベ
ル検出手段36に就いて制御装置40のメモリ手段41
に記憶する(ステップ(2))。ここで、ワークテーブ
ル20のX軸方向の移動に伴うレベル検出手段36の出
力値をXmnとすると、夫々のレベル検出手段36は、
第1のレベル検出手段36の検出値は、X11, X1
2, X13, ・・・、第2のレベル検出手段36の
検出値は、X21, X22, X23, ・・・、第
3のレベル検出手段36の検出値は、X31,X32,
 X33, ・・・、のように記憶される。同様に、ワ
ークテーブル20をY軸始点から終点まで移動させ、そ
の間のレベル変化を3 つのレベル検出手段36に就い
て制御装置40のメモリ手段41に記憶する(ステップ
(3))。ここで、ワークテーブル20のY軸方向の移
動に伴うレベル検出手段36の出力値をYmnとすると
、夫々のレベル検出手段36は第1のレベル検出手段3
6の検出値は、Y11, Y12, Y13, ・・・
、第2のレベル検出手段36の検出値は、Y21, Y
22, Y23, ・・・、第3のレベル検出手段36
の検出値は、Y31,Y32, Y33, ・・・、の
ように記憶される。 更に、主軸頭16をZ軸始点から終点まで移動させ、そ
の間のレベル変化を3 つのレベル検出手段36に就い
て制御装置40のメモリ手段41に記憶する(ステップ
(4))。ここで、主軸頭16のZ軸方向の移動に伴う
レベル検出手段36の出力値をZmnとすると、夫々の
レベル検出手段36は、第1のレベル検出手段36の検
出値は、Z11, Z12, Z13, ・・・、第2
のレベル検出手段36の検出値は、Z21, Z22,
 Z23, ・・・、第3のレベル検出手段36の検出
値は、Z31,Z32, Z33, ・・・、のように
記憶される。
【0028】なお、図5には各レベル検出手段36の検
出々力が1種の出力波形を呈することから、その出力波
形を例示的に示してある。然しながら、実際の波形は、
図示のようなきれいな三角函数波形では無いことは言う
までもない。次いで、夫々のレベル検出手段36の出力
波形が、理想の水平面や垂直面からどの位ずれを有して
いるかをCPU42で評価する。つまり、可動部の移動
に伴い、ワークテーブル20の表面は、例えば、X軸方
向の移動において、ストロークの中央部では水平だが、
移動ストロークの始点と終点の近傍ではテーブル中央側
が低くなる傾向を有しているの如く評価する。このよう
な場合には、X軸方向の移動ストロークにおける始点と
終点領域ではワークテーブルの調整脚22を作動させて
テーブル中央付近を高めるように調整作動させるのであ
る。同様に、Y軸方向、Z軸方向に関して評価を行うこ
とにより、複数個の夫々の調整脚36に関して、X軸、
Y軸、Z軸の3軸方向における可動部の移動位置に就き
調整量を夫々一定の函数式として得ることが可能になる
(ステップ(5))。
【0029】このような函数式を第1から第N個の調整
脚22に就いてA1〜Anとすれば下記の式が決定され
るので、これらの函数式を制御装置40のメモリ手段4
1に入力、記憶させておけば、工作機械の稼動中にワー
クテーブル20や主軸頭16の現在位置に応じて、同函
数式から定まる各調整脚22の調整量をアクチュエータ
の作動で得るようにすれば、最適のレベル調整状態を実
現することが可能になる。 すなわち、   A1=F1(Xmn)+G1(Ymn)+H1(Z
mn)  ・・・(1)  A2=F2(Xmn)+G
2(Ymn)+H2(Zmn)  ・・・(2)  A
3=F3(Xmn)+G3(Ymn)+H3(Zmn)
  ・・・(3)  ・      ・       
       ・              ・  
                         
   ・      ・              
・              ・         
                     ・   
   ・              ・      
        ・                
              A4=Fn(Xmn)+
Gn(Ymn)+Hn(Zmn)  ・・・(n)故に
、工作機械の稼動時に、N個の調整脚22に就いて、機
械の可動部が現在何処にいるかに応じて制御装置40か
らの制御により、逐次、調整脚アクチュエータを作動さ
せ、ワークが積載されるワークテーブル20表面のレベ
ル状態を最適のレベル状態が得られるように制御できる
のである(ステップ(6))。なお、本発明による工作
機械の自動レベル調整装置によれば、工作機械の作動中
に、例えば、ワークの機械加工に伴うワークテーブル2
0の移動、主軸頭16の移動に伴うワークテーブル表面
のレベル状態を静的にレベル調整された状態から変動し
たとき、その変動量を追従補正するように自動レベル調
整を行なうことも可能になる。
【0030】図6は、このようなレベル検出手段36と
調整脚22とにより、工作機械のワークテーブル20に
関し、予め静的レベル調整の終了した状態から機械の稼
動中のレベル状態を可動部の移動やワークの加工の進捗
に伴って追従修正する場合のフローチャートを示してい
る。すなわち、正常にレベル調整された状態から常に各
レベル検出手段36の検出々力を監視する。次いで、機
械の移動部分の現在位置から各レベル検出手段36によ
る検出量の許容レベルずれ量を計算する。そして、各レ
ベル検出手段36の検出値からそれらが計算された許容
レベルずれ量よりも大きいか否かを判断し、大きいこと
が判断されたときは、各調整脚22に就き、必要なレベ
ル調整を計算してアクチュエータを介して調整脚22に
よる調整を実施する。また、許容量に達していないこと
が判断されたときは、夫々のレベル検出手段36の監視
ステップに戻ってワークテーブル面のレベル監視を続行
すれば良いのである。
【0031】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、工作機械の機台の底部に設けられる回転ねじ
式の調整脚の調整操作を手動に依存することなく、アク
チュエータにより、自動化し、かつ、レベル検出を自動
的に行って、検出されたレベル値から調整脚のアクチュ
エータによる調整量を自動調節できるようにしたもので
あるから、工作機械のレベル調整作業に要する労力や時
間が著しく節減可能となるばかりでなく、工作機械の稼
動中、つまり、機械加工中でも最適のレベル調整状態を
得ることができ、しかも、その最適レベル調整状態を維
持することもできるのである。この結果、工作機械の高
度な静的及び動的精度を確保でき、故に工作機械の加工
精度を高度化させることが可能となるのである。しかも
、正確なレベル調整が常時、維持されるから、工作機械
事態の剛性を徒に強化する必要もなくなり、故に、工作
機械の軽量化を図り、工作機械の製作コスト低減にも寄
与することが可能となる。なお、レベル調整脚の個数や
機台底部における取付位置の選択等は適宜に決定すれば
良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による自動レベル調整装置を備えた工作
機械の全体構成を示すブロック図である。
【図2】レベル調整脚とアクチュエータの構成を示す部
分拡大図である。
【図3】(a)は、本発明による工作機械の自動レベル
調整方法の一実施例を示すフローチャートである。 (b)は同方法の実施における工作機械のワークテーブ
ルに対する調整脚とレベル検出手段の配置とを略示した
平面図である。
【図4】(a)は本発明による工作機械の自動レベル調
整方法の他の実施例を示すフローチャートである。 (b)は同方法の実施における工作機械のワークテーブ
ルに対する調整脚とレベル検出手段の配置とを略示した
平面図である。
【図5】本発明による工作機械の自動レベル調整方法の
更に他の実施例として機械稼動中にワーク設置面のレベ
ル最適化を図る実施例のフローチャートである。
【図6】工作機械の稼動中にワーク設置面のレベルを追
従的に補正するレベル調整方法を説明するフローチャー
トである。
【符合の説明】
10…マシニングセンタ、 12…機台、 14…コラム、 16…主軸頭、 18…主軸、 20…ワークテーブル、 22…レベル調整脚、 24…台座、 26…ねじ部分、 28…プーリ、 30…モータ、 34…ベルト、 36…電気水準器、 40…制御装置、 41…メモリ手段、 42…CPU、 43…表示手段、 44…インターフェイス。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  工作機械の設置現場で自動的にレベル
    調整を行う自動レベル調整装置において、工作機械の機
    台下底部に設けた複数のレベル調整脚と、前記複数のレ
    ベル調整脚を作動させるアクチュエータと、前記工作機
    械の所定の位置に取付けられたレベル検出手段と、前記
    レベル検出手段の検出値に従って前記アクチュエータを
    駆動し、レベル調整が得られるように前記レベル調整脚
    を作動させる制御手段とを、具備して構成されたことを
    特徴とする工作機械の自動レベル調整装置。
  2. 【請求項2】  前記アクチュエータは、前記制御手段
    の指令に応動する電動モータ手段を回転源とし、伝動機
    構を介してねじ式の前記レベル調整脚を作動させる請求
    項1に記載の工作機械の自動レベル調整装置。
  3. 【請求項3】  工作機械の機台上で直交する2方向に
    移動可能なワークテーブルのレベル調整を自動調整する
    方法において、該ワークテーブル表面の直交2方向にお
    ける水平検出を行なって対応の信号を送出可能なレベル
    検出手段を該ワークテーブルに装着ステップと、前記機
    台下底部における3角点の位置に、外部から作動される
    各々のアクチュエータ手段による駆動に従って調整用の
    上下変位が可能なレベル調整脚を設け、前記レベル検出
    手段から得た前記ワークテーブル表面の水平面からの傾
    きの最大傾斜線の直交平面座標における方向と該最大傾
    斜線方向における単位長さ当たりの傾斜角度値とを演算
    手段で演算するステップと、前記演算結果に従って、前
    記3つのレベル調整脚位置における水平面からの高さズ
    レを求めて記憶するステップと、該記憶した前記3つの
    調整脚位置における高さズレの値から各レベル調整脚位
    置における何れか1点の調整脚位置の高さズレに対する
    他の2つの調整脚位置における相対的な高さズレを求め
    るステップと、求めた2つの高さズレを調整するように
    、それら2つの調整脚位置で対応調整脚をアクチュエー
    タ手段で駆動して該高さズレを修正するステップとを、
    具備してなり、工作機械のワークテーブルのレベル調整
    を達成するようにしたことを特徴とした工作機械の自動
    レベル調整方法。
  4. 【請求項4】  前記の最終ステップの2つの調整脚位
    置における前記対応調整脚の移動で高さズレが修正可能
    なだけの上下変位量が得られない未調整の調整脚が有っ
    たときは、該未調整の調整脚の停止位置を基準にした残
    余の2つの調整脚位置における高さズレを再び求めるス
    テップと、該求めた高さズレを修正するように該残余の
    2つの調整脚を各アクチュエータ手段で駆動して調整す
    るステップとを、更に具備した請求項3に記載の工作機
    械の自動レベル調整方法。
  5. 【請求項5】  工作機械の機台上で直交する2方向に
    移動可能なワークテーブルのレベル調整を自動調整する
    方法において、 (イ)該ワークテーブル表面の直交2方向における水平
    検出を行なって対応の信号を送出可能なレベル検出手段
    を該ワークテーブルに装着するステップと、(ロ)前記
    機台下底部における4隅点の位置に、外部から作動され
    る各々のアクチュエータ手段による駆動に従って調整用
    の上下変位が可能なレベル調整脚を設けるステップと、 (ハ)前記4隅点の調整脚を夫々、予め機械の設置面か
    ら浮き上がり状態に無い、ワークテーブルのレベル調整
    が可能な上下位置に来るように設定するステップと、(
    ニ)前記レベル検出手段から得た前記ワークテーブル表
    面の水平面からの傾きの最大傾斜線の直交平面座標にお
    ける方向を演算手段で演算するステップと、(ホ)前記
    演算結果からワークテーブル表面の最も低い位置に近接
    した前記4隅点のうちの1点位置における前記調整脚を
    アクチュエータで駆動して該位置を上昇させて前記レベ
    ル手段による直交2方向における一方の方向のレベル検
    出が水平を示す位置に到達させるステップと、 (ヘ)更に、残余の3隅点位置の調整脚を夫々、予め機
    械の設置面から浮き上がり状態に無い、ワークテーブル
    のレベル調整可能な上下位置に来るように設定するステ
    ップと、 (ト)次いで、前記レベル検出手段が水平位置に達した
    方向と直交する他の一方向のレベル検出が水平から低い
    レベルに有ることを示す側の前記残余の3隅点の調整脚
    における2つの調整脚を各アクチュエータ手段で駆動す
    るステップと、 (チ)前記レベル検出手段による前記他の一方向におけ
    るレベル検出が水平を示したとき、該2つの調整脚の駆
    動を停止するステップとを、具備し、直交2方向におけ
    る水平を得るようにしたことを特徴とする工作機械の自
    動レベル調整方法。
  6. 【請求項6】  (リ)前記4隅点のうちの1点位置に
    おける前記調整脚の駆動ステップ(ホ)で前記レベル手
    段による直交2方向における一方の方向のレベル検出が
    水平を示す位置に到達させ得ないときは、該1点位置に
    おける調整脚の駆動を該脚の上昇限界に達する前の所定
    の上昇位置で停止せしめるステップと、(ヌ)次いで、
    残余の3隅点の調整脚が夫々、予め機械の設置面から浮
    き上がり状態に無い、ワークテーブルのレベル調整可能
    な上下位置に来るように設定するステップと、(ル)そ
    の後、再度、前記(ニ)〜(チ)のステップを繰り返す
    ようにする請 求項5に記載の工作機械の自動レベル調整方法。
  7. 【請求項7】  (ヲ)上記の(リ)のステップで前記
    1点の調整脚を前記所定の上昇位置まで駆動し得ないと
    きは、該調整脚の上昇限界位置で停止させるステップと
    、(ワ)次いで、前記前記(ニ)〜(チ)のステップを
    繰り返すようにするステップとを、更に具備した請求項
    6に記載の工作機械の自動レベル調整方法。
  8. 【請求項8】  工作機械の機台上で直交する2方向(
    X軸方向、Y軸方向)に移動可能なワークテーブルのレ
    ベル調整を自動調整する方法において、該ワークテーブ
    ル表面の直交2方向における水準変化に応じてレベル検
    出信号を送出可能なレベル検出手段を該ワークテーブル
    に装着し、前記工作機械の機台下底部における複数支持
    点の位置に、外部から作動される各々のアクチュエータ
    手段による駆動に従って調整用の上下変位が可能なレベ
    ル調整脚を設け、X軸方向及びY軸方向における前記ワ
    ークテーブルの各移動ストローク並びに該X軸、Y軸の
    両者に直交するZ軸方向への機械の主軸頭の移動ストロ
    ークにおける夫々始点から終点までの移動の間における
    前記レベル検出手段の検出々力の変化をめ予め出力波形
    として記憶し、前記出力波形のX軸、Y軸、Z軸方向に
    おける3つの曲線を理想的な水平直線と対比、評価して
    該3つの出力波形の夫々の曲線の移動ストローク上の各
    位置におけるレベル変動特性を記憶し、前記記憶したレ
    ベル変動特性に基づいて前記ワークテーブルがX軸、Y
    軸平面内で移動する場合及び主軸頭がZ軸方向に移動す
    る場合の前記複数の支持点における各調整脚のワークテ
    ーブル水平状態への調整量を予め各軸方向の最適函数と
    して記憶し、前記ワークテーブル及び主軸頭の移動時に
    実際のテーブル位置と主軸頭位置に応じて前記最適函数
    から前記調整脚を前記各アクチュエータ手段で追従的に
    駆動し、機械の作動中に前記ワークテーブルを最適水平
    状態に設定することを特徴とした工作機械の自動レベル
    調整方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012163479A (ja) * 2011-02-08 2012-08-30 Nec Corp 装置およびその制御方法
CN114309815A (zh) * 2022-02-11 2022-04-12 深圳市美雅嘉琦家居饰品有限公司 一种家居金属饰品的金属切削机床

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