JPH0464405B2 - - Google Patents

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JPH0464405B2
JPH0464405B2 JP60057074A JP5707485A JPH0464405B2 JP H0464405 B2 JPH0464405 B2 JP H0464405B2 JP 60057074 A JP60057074 A JP 60057074A JP 5707485 A JP5707485 A JP 5707485A JP H0464405 B2 JPH0464405 B2 JP H0464405B2
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JP
Japan
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diameter
workpiece
measurement
touch sensor
tool
Prior art date
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JP60057074A
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JPS61213713A (ja
Inventor
Hidemi Tamura
Tokuyasu Akai
Masahito Okuyama
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Hitachi Seiki Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Seiki Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61213713A publication Critical patent/JPS61213713A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/12Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring diameters

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Turning (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 産業上の利用分野 本発明は工作機械等にNC旋盤でワークを加工
した際に例えばワーク径等の複数個所をタツチセ
ンサで計測するようにした工作機械の複数個所計
測装置に関する。
(2) 従来の技術 従来、工作機械のNC旋盤で例えば複数のワー
ク径を加工した際に、その複数のワーク径をタツ
チセンサで計測する場合、刃物台のタレツトにタ
ツチセンサを装着して、該タツチセンサをワーク
の外径あるいは内径の各測定個所に接触させ、こ
のタツチ信号出力時のデータより計測する手段が
知られている。
(3) 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述した複数のワーク径に対し
従来の計測手段では、測定個所が直径の対向する
2個所あるいはそれ以上をいちいち接触させて計
測している為、計測点数が多くなり相当の時間を
要し、かつ繁雑であるという問題点があつた。
(4) 目 的 本発明は上記事情に鑑みて、問題を解決するた
めに提案されたもので、ワークの直径等複数の測
定個所を短時間で計測可能にする簡易な複数個所
直径計測装置の提供にある。
(5) 問題点を解決するための手段と作用 本発明は上記の目的を達成するために、工作機
械等にNC旋盤で複数個所を計測する計測装置で
ある。すなわち、その計測装置は、主軸に固定さ
れ、旋削加工で円筒状に加工成形されたワークの
複数の測定位置の直径値を計測するための旋削工
作機械における複数個所直径計測装置であつて、
前記主軸に対して、この主軸軸線方向およびこの
主軸軸線方向と長交する径方向に相対移動可能な
刃物台に取付けられ、前記ワークの測定部と接触
したときタツチ信号を出力するタツチセンサと、
このタツチセンサを支持する前記刃物台が前記ワ
ークに対して、前記径方向に移動したときの移動
位置データを出力する現在位置出力手段と、前記
タツチセンサが前記ワークの複数の計側位置でワ
ークに接触するように移動させるためのプログラ
ムが記憶されている計測動作プログラムメモリ
と、前記複数の計測位置における直径基準値およ
び公差値が記憶されている基準データメモリと、
前記複数の計測位置のうち、初めに計測するワー
ク位置の径方向両側に前記タツチセンサを接触さ
せ、両側のターチ信号出力時の現在位置出力手段
の位置データより接触した部位の直径値を計算す
る第1の演算手段と、前記位置データより前記ワ
ークの中心位置を計算する第3の演算手段と、前
記初めのワーク計測位置以外のワーク計測位置
で、ワークの径方向に片側のみ前記タツチセンサ
を接触させ、このタツチセンサの接触した部位の
ワーク直径値を計算する第2の演算手段と、前記
第1の演算手段および前記第2の演算手段で求め
た直径値と、この直径値に対応する前記基準デー
タメモリの前記直径基準値との差を計算し、この
差と前記公差とを比較する比較手段と、この比較
手段で前記差が前記公差より小さいと判定され、
かつ、工具補正データメモリのデータの補正が必
要な場合に、工具補正データメモリのデータを前
記差分補正する工具補正手段と、前記各メモリお
よび前記各手段を統轄制御する中央処理装置とを
備えたことを特徴とする旋削工作機械における複
数個所直径計測装置から構成される。
本発明の計測装置により複数個所を計測する場
合、直径の2点計測ののち、逐次他の直径の1個
所のみを計測するだけで、容易に複数個所を計測
し、直径等の計測データ並びにその計測データが
公差の範囲内にあるかどうかを比較判別する。
(6) 実施例 以下本発明の一実施態様を図面に基づいて詳細
に説明する。
第1図は本発明に適用されるNC旋盤の正面
図、第2図は第1図の矢視側面図である。
第1図および第2図において、水平ベツド1の
左側に主軸台2が載置され、該主軸台2には主軸
3が軸着されている。該主軸3にはワークWを把
持するチヤツク4が取付けられている。
主軸3はモータ5により、該モータ5に軸着さ
れたプーリー6、ベルト7並びに主軸3の後部に
軸着されたプーリー8を介して所定の回転数で回
転される。
水平ベツド1上にはスラントベツド9が載置さ
れ、さらに該スラントベツド9上の右側には心押
し台10が載置され、Z軸方向に移動される。
心押し台10の前面には心押し軸12が挿着さ
れ、該心押し軸12にはセンタ13が取付けら
れ、ワークWの端面中心を押し付ける。
スラントベツド9の後部上には右用サドル14
と左用サドル15が載置され、夫々サーボモータ
16,17によりZ軸方向に移動される。
右用サドル14上にはクロススライド18、左
用サドル15上にはクロススライド19が載置さ
れ、該クロススライド18,19の夫々には右刃
物台20、および左刃物台21が載置される。右
20および左刃物台刃物台21は夫々サーボモー
タ22および23によりX軸方向に移動される。
右刃物台20および左刃物台21の夫々の前面
にはタレツト24および25が軸着され、図略の
駆動装置により旋回割出しされる。
タレツト24および25には複数のツール26
が放射状に取付けられ、更に、振込み式のタツチ
センサ27が右刃物台20に取付けられている。
なお、右刃物台20および左刃物台21は夫々独
立した加工プログラムにより作動する。
主軸3の先端に取付けられたチヤツク4でワー
クWを把持し、心押し軸12の前面に取付けられ
たセンタ13でワークWの端面中心を押し付け、
モータ5により主軸3を回転せしめてワークWは
回転される。
右刃物台20、左刃物台21のタレツト24,
25に取付けられたツール26で所定の旋削加工
が施される。
多段の外径加工例えば2段外径加工を施したワ
ークWの外径寸法を計測する本発明の計測手段に
関する原理を第3図のイおよびロに基づいて説明
する。
第3図のイ図は2段の外径加工を施し、タツチ
センサ27で計測する場合のモデル図、第3図の
ロは第3図のイにおける機械原点から各計測個所
までのX方向の距離を表すモデル図である。
第3図のイ図およびロ図において、主軸台2に
軸着された主軸3の前面に取付けられたチヤツク
4でワークWの一端部を把持し、ワークWの他端
部を心押し軸12に取付けられたセンタ13で押
し付けて支持する。
右刃物台20のタレツト24に取付けられたツ
ール26をX軸方向に移動せしめて、外径につい
てはワークWの小径(直径d)と大径(直径D)
の加工を施す。なお、左刃物台21のツール26
は、外径については小径(直径d′部)の加工を施
す。続いて、タレツト24に取付けられた振込み
式タツチセンサ27で、まず、小径(直径d)の
一方の外径面dx1にタツチセンサ27を接触させ
て、右刃物台の機械原点mから接触位置までの
距離X1を求める。次に小径(直径d)の他方の
外径面dx2にタツチセンサ27を接触させて、機
械原点mから接触位置までの距離X2を求める。
さらにワークWの大径、すなわち直径Dの一方の
外径Dx3面にタツチセンサ27を接触させて、機
械原点mから接触位置までの距離X3を求める。
なお、機械原点mからのワークWの中心点ま
での距離X0、直径dおよび大径の直径Dは第3
図のロ図から判るように、下記の式の如く求めら
れる。
Xo=(X1+X2)/2 d=X2−X1 D=(Xo−X3)×2 次に本発明の主要部である計測手段を制御ブロ
ツク図に基づいて説明する。第4図は計測手段の
制御ブロツク図である。
第4図において、100はCPU(中央処理装
置)である。NCデータは加工プログラム・メモ
リ103に記憶されている。また、タツチセンサ
27の計測動作データが計測動作プログラム・メ
モリ104に記憶されている。加工すべきワーク
Wである小径部dの第1のプログラム上の直径値
do、およびその公差△doならびに大径部Dの第
2のプログラム上の直径値D0およびその公差△
D0は夫々画面付キーボード101からその入出
力回路101aを介して、また計測プログラムメ
モリ内のプログラムのデータを読出して、夫々の
メモリ106,107,108および109に一
旦記憶される。
さらに、102は位置制御手段であり、アンプ
を介してサーボモータを制御し、各サドルおよび
各クロススライドを駆動位置決め制御する。クロ
ススライド18、すなわち、右刃物台24を移動
させた時位置制御手段102から右刃物台20の
移動に応じた機械原点mからの軸現在値を出力
手段である軸現在値カウンタ110で出力する。
タツチセンサ27はワークWの小径面の一方dx1
あるいは他方dx2ならびに大径面Dx3にあてるこ
とによつてタツチ信号を発する。
まず、タツチセンサ27をワークWの小径部の
一方dx1にあてることにより、X1タツチ信号を発
し、このX1タツチセンサ信号で軸現在値カウン
タ110でカウントされている座標値Xはアン
ド・ゲート111を通過し、第1計測点座標値
X1として第1計測点座標値X1のメモリ112に
記憶される。
次に、タツチセンサ27をワークWの小径部の
他方dx2にあてることにより、X2タツチ信号を発
し、このX2タツチ信号で軸現在値カウンタ11
0より出力された座標値Xはアンド・ゲート11
3を通過し、第2計測点座標値X2として第2計
測点座標値X2のメモリ114に記憶される。
夫々のメモリ112および114に記憶された
第1計測点座標値X1と、第2計測点座標値X2
第3の演算手段である演算部115でXo=(X1
+X2)/2の演算処理が行われ座標系設定デー
タXoとしてメモリ116に一旦記憶される。
メモリ112および114に記憶された第1計
測点座標値X1および第2計測点座標値X2はさら
に第1の演算手段である演算部117で、d=
X2−X1の演算処理が行われ、小径部の直径dと
して演算部118に取り込まれる。演算部118
には、すでにメモリ106に記憶されている直径
基準値である第1のプログラム上の直径値doを
取り込み、この演算部118で△d=|d−do
|の演算処理がなされる。演算部118で演算処
理された直径の実測値と基準値との差Δdと、メ
モリ107に記憶されている第1の直径値の公差
Δd0とが比較器119に取り込まれる。前記差
Δdが第1の直径の公差値△doより等しいか小の
場合すなわち△d≦△doであれば、アンド・ゲ
ート121を開かせて、前記差△dを取り込み、
さらに、工具No.データをメモリ122に取り込ま
せて工具補正値XOFN=△dと代入し、その工具
補正値XOFNを工具補正データ・メモリ105に
記憶させる。なお、本実施例では省略されている
がZ軸方向についても、X軸方向と全く同様に処
理して工具補正データ・メモリ105に記憶させ
る。また、前記差△dとメモリ107に記憶され
ている第1の直径公差△doとが比較器120に
取り込まれる。前記差△dが第1の直径公差△
doより大である場合、すなわち△d>Δd0であれ
ば、アラーム信号を発し、工具不良フラグをたて
る。
さらに、タツチセンサ27をワークWの大径部
の一方Dx3にあてることにより、タツチセンサで
はX3タツチ信号を発し、このX3タツチ信号で軸
現在値カウンタ110でカウントされている座標
値Xはアンド・ゲート123を通過し、第3計測
点座標値X3としてメモリ124に記憶される。
メモリ124に記憶された第3計測点座標値X3
と、メモリ116に一旦記憶された座標系設定デ
ータXoは第2の演算手段である演算部125で
D=(X0−X3)×2の演算処理がなされる。演算
部125で、演算処理されたDの値と、メモリ1
08に記憶されている直径基準値である第2のプ
ログラム上の直径値Doとが演算部126で△D
=D−Doの演算処理がなされる。演算部126
で演算処理された△Dの値とメモリ109に一旦
記憶されている第2の直径公差値△Doとが比較
器127に取り込まれて、△Dと△Doとの比較
を行ない、△D≦△Doであれば、公差OKのフラ
グをたてる。
また、直径の実測値と基準値との差△Dの値と
第2の直径公差値△Doとが比較器128に取り
込まれて、△Dと△Doとの比較を行ない、△D
>△Doであればアラーム信号を発し、しかも公
差不良フラグを立てるのである。
このように2段のワークWの直径を計測する場
合、小径部の外周2ケ所(いわゆる直径計測)と
大径部の外周1ケ所(いわゆる半径計測)をタツ
チセンサで接触させ位置データを求めるだけで、
小径および大径の直径相方が演算処理されるので
迅速簡単に求められる。
本発明の動作を第5図のフローチヤート図に基
づいて説明する。
第5図において、第段で計測か否かを判断
し、計測動作否の場合にはプログラムを停止させ
る。計測が可能であれば、第段でタツチセンサ
27を振込む。第段でタツチセンサ27を移動
せしめてワークWの小径部の直径(d)の計測動作を
行なう。第段で演算部117および118で直
径値(d)と直径の実測値と基準値との差(△d)の
演算処理を行なう。第段で比較器119および
120により直径(d)が公差内かどうか比較判断す
る。比較器120により所定の公差範囲外となる
と第段で工具不良フラグを立てる。第段で比
較器119により所定の公差範囲内と判断される
と、第段で公差値(△d)で工具補正をするた
めに、工具補正データ・メモリ105に記憶させ
る。第段でタツチセンサ27を動作せしめて一
旦待機せしめる。第段でX軸の座標系をXoに
設定する。次に第段でタツチセンサ27を動作
せしめて振り込ませ、ワークWの大径部の直径D
を計測する。第段で演算部125および126
で直径(D)と第2の直径の実測値と基準値との差
(△D)の演算処理を行なう。第段で、比較器
127,128により直径(D)が所定の公差範囲内
にあるかどうか判別する。直径(D)が所定の公差の
範囲外である場合には、第段で公差不良フラグ
をたてる。直径(D)が所定の公差の範囲内であれ
ば、第段で公差OKのフラグを立てる。第段
でタツチセンサ27を原点復帰させることにより
本発明の計測装置である動作が終了する。
なお、本発明は、大径部を2個所計測して基準
を求め小径部を1個所(半径計測)計測し、直径
を求めてもよい。また、本実施例では外径計測に
ついて明記したが、内径計測についても同様であ
り、内径と外径の組合せによる計測であつても一
向にさしつかえない。
(7) 効 果 本発明の計測装置によれば、ワーク径等の複数
個所を計測するに際し、まず1ケ所を基準に直径
計測し、ワーク中心を求める。そして、ワーク中
心を基準にして、他の個所については片側計測を
行ない(いわゆる半径計測)、両側計測の煩わし
さを省略する。従つて、多段ワーク径である複数
個所を簡単に、短時間に計測し精度管理が維持で
きる。
従つて、従来の計測に比べて、計測回数がほぼ
半減し、計測作業が数段と向上し能率アツプとな
る。その上、刃物台にタツチセンサが設けてある
ため、切削加工が終ると同時に計測が行えるの
で、タツチセンサの接触回数の減少とともに計測
時間の短縮、すなわち、工作機械の非加工時間の
短縮が図れ、生産効率が向上する。
計測する個所が多ければ多い程、本発明の計測
装置は威力を発揮し有効である。
また、従来例えばワーク径の大径部が大きすぎ
るとタツチセンサで外径部2ケ所を計測すること
が不可能であつたが、本発明では外径部1ケ所を
計測するだけでよい為、大径部の計測に有効であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に適用されるNC旋盤の正面
図、第2図は第1図の1矢視側面図である。第3
図のイは2段の外径加工を施しタツチセンサで計
測する場合のモデル図、第3図のロは第3図イに
おける機械原点から各計測個所までの距離を表す
モデル図である。第4図は本発明の主要部である
計測手段の構成ブロツク図である。第5図は本発
明の動作を説明するフローチヤート図である。 2…主軸台、3…主軸、10…心押し台、12
…心押し軸、20…右刃物台、21…左刃物台、
24,25…タレツト、26…ツール、27…タ
ツチセンサ、100…CPU、101…画面付キ
ーボード、103…加工プログラム・メモリ、1
04…計測動作プログラム・メモリ、105…工
具補正データ・メモリ、110…軸現在値メモ
リ、112…第1計測点座標値X1のメモリ、1
14…第2計測点座標値X2のメモリ、115,
117,118,125,126…演算部、11
9,120,127,128…比較器、125…
第3計測点座標値X3のメモリ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 主軸に固定され、旋削加工で円筒状に加工成
    形されたワークの複数の測定位置の直径値を計測
    するための旋削工作機械における複数個所直径計
    測装置であつて、 前記主軸に対して、この主軸軸線方向およびこ
    の主軸軸線方向と直交する径方向に相対移動可能
    な刃物台に取付けられ、前記ワークの測定部と接
    触したときタツチ信号を出力するタツチセンサ
    と、 このタツチセンサを支持する前記刃物台が前記
    ワークに対して、前記径方向に移動したときの移
    動位置データを出力する現在位置出力手段と、 前記タツチセンサが前記ワークの複数の計側位
    置でワークに接触するように移動させるためのプ
    ログラムが記憶されている計測動作プログラムメ
    モリと、 前記複数の計測位置における直径基準値および
    公差値が記憶されている基準データメモリと、 前記複数の計測位置のうち、初めに計測するワ
    ーク位置の径方向両側に前記タツチセンサを接触
    させ、両側のタツチ信号出力時の現在位置出力手
    段の位置データより接触した部位の直径値を計算
    する第1の演算手段と、 前記位置データより前記ワークの中心位置を計
    算する第3の演算手段と、 前記初めのワーク計測位置以外のワーク計測位
    置で、ワークの径方向に片側のみ前記タツチセン
    サを接触させ、このタツチセンサの接触した部位
    のワーク直径値を計算する第2の演算手段と、 前記第1の演算手段および前記第2の演算手段
    で求めた直径値と、 この直径値に対応する前記基準データメモリの
    前記直径基準値との差を計算し、この差と前記公
    差とを比較する比較手段と、 この比較手段で前記差が前記公差より小さいと
    判定され、かつ、工具補正データメモリのデータ
    の補正が必要な場合に、工具補正データメモリの
    データを前記差分補正する工具補正手段と、 前記各メモリおよび前記各手段を統轄制御する
    中央処理装置とを備えたことを特徴とする旋削工
    作機械における複数個所直径計測装置。
JP5707485A 1985-03-20 1985-03-20 旋削工作機械における複数個所直径計測装置 Granted JPS61213713A (ja)

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