JPH0426975B2 - - Google Patents

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JPH0426975B2
JPH0426975B2 JP59225776A JP22577684A JPH0426975B2 JP H0426975 B2 JPH0426975 B2 JP H0426975B2 JP 59225776 A JP59225776 A JP 59225776A JP 22577684 A JP22577684 A JP 22577684A JP H0426975 B2 JPH0426975 B2 JP H0426975B2
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JP
Japan
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axis
origin
main shaft
touch sensor
center
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JP59225776A
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JPS61103756A (ja
Inventor
Michio Osada
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Via Mechanics Ltd
Original Assignee
Hitachi Seiko Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Seiko Ltd filed Critical Hitachi Seiko Ltd
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Publication of JPS61103756A publication Critical patent/JPS61103756A/ja
Publication of JPH0426975B2 publication Critical patent/JPH0426975B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/401Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes
    • G05B19/4015Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes going to a reference at the beginning of machine cycle, e.g. for calibration

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、マシニングセンタ等、無人運転を前
提とし、割り出し回転可能なテーブルを備えた工
作機械のテーブルの原点設定方法に関するもので
ある。
〔発明の背景〕
第1図および第2図は、横形マシニングセンタ
のテーブルと主軸の関係を示すものである。
同図において、1は直線案内装置の軌道。2は
テーブルベースで、前記軌道1上にX軸(矢印
X)方向に移動可能に支持され、その上面は旋回
平面になつている。3はテーブルで、テーブルベ
ース2上に割り出し回転可能に支持され、かつ、
テーブルベース2に組み込まれた駆動装置(図示
せず)により駆動される。4はパレツトで、テー
ブル3上に着脱可能に載置される。
5は直線案内装置の軌道で、前記軌道1と直交
するZ軸(矢印Z)方向に配置されている。6は
主軸頭で、前記軌道5上にZ軸方向に移動可能に
支持されている。7は主軸で、主軸頭6に回転可
能に支持されている。
8はテーブル3の旋回中心。9は主軸7の回転
軸心である。
このような構成で、例えば、テーブル3の旋回
中心8が、工作機械の原点位置からXsの位置で、
主軸7の回転軸心9と直交するようにテーブル3
の原点位置を設定し、パレツト4に固定された被
加工物を、μm単位の精度で加工するようになつ
ている。
しかし、このようにテーブル3の原点位置を設
定しても、工作機械の構造部品の摩耗、内部応力
の変化、加工時に発生する熱変位等により、主軸
7の回転中心に対するテーブル3の旋回中心8の
位置が変位することがある。
このように、主軸7の回転中心に対するテーブ
ル3の旋回中心8の位置が変位した状態で、テー
ブルを180度旋回させて、被加工物をその両側か
ら加工すると、第3図に示すように、被加工物1
0の加工位置には2exの誤差が発生する。
このため、高精度の加工を行うためには、加工
開始前に主軸7の回転軸心9と、テーブル3の旋
回中心8が直交するように、X軸方向に移動可能
なテーブル3の旋回中心8(原点)を主軸7の回
転中心9に合わせることが必要になる。
このため、従来は、主軸7の回転軸心9は変位
しないものとして、テーブル3の旋回中心8を検
出して補正することが行われていた。しかし、工
作機械では、主軸7の熱変位が大きいため、単に
テーブル3のX軸方向の原点のみを検出して補正
しても、必要な加工精度を達成することはできな
い。
また、上記の原点合わせは、手動操作により行
つているため、非常に面倒であるだけでなく、工
作機械の無人運転を行う上での障害になつてい
る。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記の事情に鑑み、工作機械
のテーブルの原点を高精度に設定できるようにし
た工作機械のテーブルの原点設定方法を提供する
にある。
〔発明の概要〕
上記の目的を達成するため、本発明において
は、前記テーブルに、厚さが既知のブロツクを固
定したパレツトを設け、主軸に、前記ブロツクの
X軸位置を検出するセンサを設け、前記テーブル
を180度旋回させ、その旋回前後におけるブロツ
クのX軸位置を検出し、この検出結果よりX軸方
向の前記テーブルの旋回中心を求め、主軸を180
度回転させ、その回転前後におけるセンサのX軸
位置を検出し、この検出結果よりX軸方向の前記
主軸の軸心を求め、テーブルの旋回中心が、主軸
の軸心と直交するテーブルの位置を、テーブルの
X軸方向の原点として設定する。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を、第4図及び第5図
に基づいて説明する。
同図において、4はパレツトで、X軸方向に移
動可能なテーブルベース(図示せず)に回転可能
に支持されたテーブル(図示せず)上に着脱可能
に支持されている。11は厚さが既知のブロツク
で、パレツト4上に固定されている。
7は主軸で、Z軸方向に移動可能な主軸頭(図
示せず)に回転可能に支持されている。12は接
触部の大きさが既知のタツチセンサで、主軸7に
着脱可能に支持されている。
上記構成で、テーブルの移動方向(X方向)
で、主軸7の回転中心とテーブルの旋回中心軸8
が直交するテーブルの位置を、テーブルの原点位
置として設定する場合について説明する。なお、
テーブルが移動端にあるときのテーブルの旋回中
心軸8を機械原点Oとする。
まず、第4図Aに示すように、主軸7をZ方向
に移動させ、タツチセンサ12を、テーブルがX
方向に移動したときタツチセンサ12がブロツク
11を検出し得る位置へ移動させる。そして、テ
ーブルをX方向に、ブロツク11がタツチセンサ
12に接触し検出されるまで移動させる。ブロツ
ク11がタツチセンサ12に検出されたときのブ
ロツク11の移動量が、テーブルの旋回中心軸8
の機械原点Oからの移動距離X1となる。このテ
ーブルの旋回中心軸8の移動距離X1をNC装置に
記憶させる。
前記移動距離X1は、工作機械テーブルを、ね
じ送り機構(図示せず)を介してX方向に移動さ
せるためのモータに取付けられたロータリーエン
コーダの出力をカウントすることによつて求め
る。
このとき、テーブルの原点位置となる機械原点
Oから主軸7の軸心(タツチセンサ12の球の中
心)までの距離XAは、 XA=X1+a+t+r ……(1) ただし、aはテーブルの旋回中心軸8からブロ
ツク11の端面までの距離(偏位量)、 tはブロツク11の厚さ、 rはタツチセンサの12の接触部の半径、 で求めることができる。
ここで、テーブルの旋回中心8からブロツク1
1の端面までの偏位量aは、テーブルに測定用パ
レツト4を取付けたときのテーブルに対するパレ
ツト4の位置のバラツキにより変動するため、未
知数となる。一方、ブロツク11の厚さtとタツ
チセンサの12の接触部の半径rは、テーブルと
パレツト4の位置関係に影響されることなく常に
一定であるから既値数となる。
ついで、第4図Bに示すように、主軸7をZ方
向に移動させ、タツチセンサ12を退避させ、テ
ーブルを180度旋回させる。すると、パレツト4
も180度旋回させられる。
ついで、第4図Cに示すように、主軸7をZ方
向に移動させ、タツチセンサ12を、テーブルが
X方向に移動したときタツチセンサ12がブロツ
ク11を検出し得る位置へ移動させる。そして、
テーブルをX方向に、ブロツク11がタツチセン
サ12に接触し検出されるまで移動させる。ブロ
ツク11がタツチセンサ12に検出されたときの
テーブルの移動距離X2をNC装置に記憶させる。
このとき、テーブルの原点位置となる機械原点
Oから主軸7の軸心(タツチセンサ12の球の中
心)までの距離XAは、 XA=X2−a+r ……(2) で求めることができる。
したがつて、前記(1)式および(2)式より X1+a+t+r=X2−a+r ……(3) の関係が成立するから、テーブルの旋回中心8に
対するブロツク11の端面の偏位量aは、 a=(X2−X1−t)/2 ……(4) として求めることができる。
そして、NC装置に記憶されたテーブルの移動
距離X1,X2からNC装置で、機械原点Oに対す
るテーブルの原点位置XAを、前記(1)式に(4)式を
代入して、 XA=X1+(X2−X1−t)/2+t+r =(X1+X2+t+2r)/2 ……(5) で算出することができる。
すなわち、(1)式および(2)式では、未知数である
テーブルの旋回中心軸8に対するブロツク11の
端面の偏位量aを使用することなく、テーブルの
移動距離X1,X2に基づいて、機械原点Oに対す
るテーブルの原点位置XAを算出することができ
る。
そして、その算出結果をNC装置に登録する。
なお、タツチセンサ12の接触部の中心と主軸7
の軸心が一致し、主軸7に偏心がない場合には、
上記の操作により、主軸7の軸心とテーブルの旋
回中心軸8を一致させることができる。
しかし、一般には、主軸7の軸心が偏心し、タ
ツチセンサ12の接触部の中心と主軸7の軸心が
一致していないので、主軸7の回転中心のX方向
の位置を求める。
まず、第5図Aに示すように、主軸7をZ方向
に移動させ、タツチセンサ12を、テーブルがX
方向に移動したときタツチセンサ12がブロツク
11を検出し得る位置へ移動させる。そして、テ
ーブルをX方向に、ブロツク11がタツチセンサ
12に接触し検出されるまで移動させる。ブロツ
ク11がタツチセンサ12に検出されたときのテ
ーブルの機械原点Oからの移動距離X3をNC装置
に記憶させる。
このとき、機械原点Oと主軸7の軸心との距離
XBは、 XB=X3+a+t+r ……(6) あるいは、機械原点Oと主軸7の回転中心との距
離XDを、 XD=X3+a+t+r−b ……(7) で求めることができる。
ついで、テーブルをX方向に移動させ、ブロツ
ク11をタツチセンサ12から退避させ、主軸7
を180度旋回させる。
ついで、第5図Bに示すように、テーブルをX
方向に、ブロツク11がタツチセンサ12に接触
し検出されるまで移動させる。ブロツク11がタ
ツチセンサ12に検出されたときのテーブルの機
械原点Oからの移動距離X4をNC装置に記憶させ
る。
このとき、機械原点Oと主軸7の軸心との距離
XCは、 XC=X4+a+t+r ……(8) あるいは、機械原点Oと主軸7の回転中心との距
離XDを、 XD=X4+a+t+r+b ……(9) で求めることができる。そして、(7),(9)式より、 X3+a+t+r−b =X4+a+t+r+b ……(10) の関係が成立するから、主軸7の回転中心に対す
る主軸7及びタツチセンサ12の偏心量bは、 b=(X3−X4)/2 ……(11) で求めることができる。
(7)式に(11)式を代入して、機械原点Oと主軸
7の回転中心との距離XDを、 XD=X3+a+t+r −(X3−X4)/2 =(X3+X4)/2 +a+t+r ……(12) で求めることができる。
また、主軸7の回転中心との距離XDは、前記
距離XBと距離XCの中間であるから、(6)式と(8)
式から XD=(XB+XC)/2 ……(13) で求めることもできる。
主軸7の回転中心とテーブルの旋回中心軸8を
一致させるためのテーブルの移動距離XDは、
(12)式に(4)式を代入して XD=(X3+X4)/2 +(X2−X1−t)/2+t+r =(X3+X4)/2 +(X2−X1+t)/2+r ……(14) で算出して、その結果を、NC装置に登録する。
なお、(13)式に(6),(8)式及び(4)式を代入して
も(14)と同じになる。
上述の操作は、無人運転を前提とした工作機械
では、工具交換装置側に工具の一つとしてセンサ
を配置し、パレツト交換装置側にパレツトの一つ
としてブロツクを固定したパレツトを設けること
により、随時テーブルの原点を自動設定すること
ができる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、工作機械
の無人運転中にも、そのテーブルの原点位置の設
定を、自動的に随時行うことが出来るので、常に
高精度の加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、横形マシニングセンタの主軸とテー
ブルの関係を示す平面図、第2図は、第1図の正
面図、第3図は、被加工物の加工結果を示す平面
図、第4図は、テーブルの旋回中心を検出する工
程を示す工程図、第5図は、主軸の軸心を検出す
る工程を示す工程図である。 3……テーブル、4……パレツト、7……主
軸、8……旋回中心、9……軸心、11……ブロ
ツク、12……センサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 マシニングセンタ等、割り出し回転可能なテ
    ーブルを備えた工作機械のテーブルのX軸原点設
    定方法であつて、前記テーブルに、厚さが既知の
    ブロツクを固定した測定用パレツトを設け、主軸
    に、前記ブロツクのX軸位置を検出するセンサを
    設け、前記テーブルを180度旋回させ、その旋回
    前後における機械の原点からのブロツクのX軸位
    置を検出し、この検出結果よりX軸方向の前記テ
    ーブルの旋回中心を求め、主軸を180度回転させ、
    その回転前後におけるセンサのX軸位置を検出
    し、主軸の偏心量を求め、この偏心量からX軸方
    向の前記主軸の回転中心を定め、テーブルの旋回
    中心軸が主軸の回転中心と直交するテーブルの位
    置を、テーブルのX軸方向の原点として設定する
    ことを特徴とする工作機械のテーブルの原点設定
    方法。
JP22577684A 1984-10-29 1984-10-29 工作機械の原点補正装置 Granted JPS61103756A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22577684A JPS61103756A (ja) 1984-10-29 1984-10-29 工作機械の原点補正装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22577684A JPS61103756A (ja) 1984-10-29 1984-10-29 工作機械の原点補正装置

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JPS61103756A JPS61103756A (ja) 1986-05-22
JPH0426975B2 true JPH0426975B2 (ja) 1992-05-08

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ID=16834610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22577684A Granted JPS61103756A (ja) 1984-10-29 1984-10-29 工作機械の原点補正装置

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6327245U (ja) * 1986-07-30 1988-02-23
JP2753724B2 (ja) * 1989-03-03 1998-05-20 株式会社小松製作所 工作機械の補正方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5256287A (en) * 1975-10-31 1977-05-09 Seiko Seiki Co Ltd Original point compensating system in numerical control transfer machi ne
JPS5890443A (ja) * 1981-11-20 1983-05-30 Agency Of Ind Science & Technol 機械加工物品の計測における信号伝達装置

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JPS61103756A (ja) 1986-05-22

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