JPH05123940A - スピンドルの原点設定方法およびその方法を用いた装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 工作機のスピンドルの原点設定を自動的に行
える方法およびその方法を用いた装置を提供する。 【構成】 工作機１の加工面上に円筒体７を載置すると
ともに、スピンドル１０ａ，１０ｂの下端に検知体１１
ａ，１１ｂを設け、円筒体７とスピンドル１０ａ，１０
ｂの双方を接触させることにより円筒体７の中心点座標
を求め、その点をスピンドル１０ａと１０ｂとの共通す
る原点として記憶手段に記憶させ、この点を基準として
切削加工が行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、数値制御により三次元
加工を行う工作機におけるスピンドルの原点座標を設定
する方法およびその方法を用いた装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】コンピューターを用い数値制御により三
次元加工を行う工作機は、工作機固有の機械座標を有し
ているが、種々の寸法形状の異なる被加工物を効率よく
切削加工するためには、プログラム上でそれぞれの被加
工物に応じた相対座標としてワーク座標を設定し、この
ワーク座標上で加工が行われることが多い。このような
場合、工作機の加工面上の任意の点を、ドリル等の切削
具が取り付けられるスピンドルの原点として設定し、こ
の原点を基準として加工作業が行われる。

【０００３】このような工作機の中に、複数のスピンド
ルを有する工作機がある。この工作機においては、それ
ぞれのスピンドルの中心軸間の距離を予め測定してその
測定値をプログラムの中に入力しておくことによって特
定の一点をすべてのスピンドルの共通する原点とし、そ
のプログラムに沿って加工を行うことがなされている。
そして、このような工作機では、精度のよい加工を行う
ために、すべてのスピンドルの原点が正確に一致してい
ることが要求される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
工作機においては、各スピンドル間の距離の測定を作業
者が手で行うため、測定誤差を生じやすく、その結果、
精度のよい加工をしにくいという問題を生じている。ま
た、その測定作業が面倒であるという問題も有してい
る。さらに、複数の加工機を用いて、大量の被加工物を
加工するときには各加工機ごとに、面倒な原点設定を行
わなければならず作業が非常に煩雑になるという問題も
有している。本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、工作機のスピンドルの原点を作業者が手で行う
のではなく自動的に設定する方法およびその方法を用い
る装置の提供、特に複数のスピンドルを有する工作機に
おいても、各スピンドル間で原点の不一致が生じず、精
度のよい加工が行えるとともに、作業が簡略化される装
置の提供をその目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、数値制御により三次元加工を行う工作機
におけるスピンドルの原点を設定する方法であって、工
作機の加工面上の任意位置に横断面形状が真円状の円筒
体を載置するとともに、スピンドルの下端に上記円筒体
の中を挿通可能でかつ円筒体に接触したときこれを検知
できる棒状の検知体を取付け、この検知体を上記円筒体
の中に位置させた状態で、Ｘ軸方向に移動させ円筒体の
両側内壁に接触させることにより接触点の座標値を求め
その両座標の中心位置をＸ軸方向の中心座標とし、つい
で上記検知体を上記Ｘ軸の中心座標からＹ軸方向に移動
させ円筒体の両側内壁に接触させることにより接触点の
座標値を求めその両座標の中心位置の座標値をスピンド
ルの軸原点として、制御装置内の記憶手段に記憶させる
スピンドルの原点設定方法を第１の要旨とし、複数のス
ピンドルを有し数値制御により三次元加工を行う工作機
における上記複数のスピンドルの原点を設定する装置で
あって、上下，左右，前後方向にスピンドルと加工面を
相対的に移動させる移動手段、予め入力された一連のプ
ログラムに沿って上記移動手段を駆動，停止させる制御
手段およびスピンドルの原点座標値を記憶する記憶手段
を備えた装置本体と、上記装置本体の加工面上の任意位
置に載置される上面視真円状の円筒体と、スピンドルの
下端部に取付られ上記円筒体の中を挿通できるととも
に、円筒体に接触した場合これを検知することのできる
棒状の検知体を有するスピンドルの原点設定装置を第２
の要旨とする。

【０００６】

【作用】すなわち、本発明の方法は、工作機の加工面上
に、真円状の円筒体を載置するとともに、スピンドルの
下端部に棒状の検知体を取付け、この検知体を円筒体内
のＸ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれ両内壁に接触させ
てこれを検知させることによりその接触点の座標値を求
め、その両軸の中心点（真円状の中心点）をスピンドル
の原点として記憶手段に記憶させるようになっている。
このような原点の設定が予め作られた一連のプログラム
に沿って自動的に行われるとともに、この原点を基準と
して、被加工物の切削加工がプログラムに沿って自動的
に加工が行われるようになっている。この原点の設定お
よび加工が、自動的に行われるため、従来のような、面
倒な作業のいくつかが削減できるようになる。

【０００７】また、本発明の装置によれば、原点を求め
る際に使用される円筒体の横断面形状が真円状であるた
め、加工機のスピンドルが複数であっても各スピンドル
の原点をすべて正確に一致するように設定することがで
きるようになる。したがって、従来のように測定誤差に
よって加工精度が低下するといった問題がなくなり、加
工精度が大きく向上するようになる。さらに複数の加工
機を使用する場合でも、原点の設定が自動的に行われる
ため、作業の煩雑さはない。つぎに、本発明を実施例に
もとづいて詳しく説明する。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の一実施例に用いる工作機１
を示している。すなわち、図において、２はベース部で
あり、前面に操作パネル３が形成され上面にはＸＹテー
ブル４がＸ，Ｙ方向に移動可能な状態で取付られてい
る。このＸＹテーブル４は上面にＸ方向に延びるＴナッ
ト用の溝５が設けられこの溝５を介してバイス６が固定
されている。７はバイス６に固定された円筒体であり、
上方から見おろした形状が真円状になっている。８は上
記ベース部２の後端部から上方に向かって延びるガイド
部であり、その前壁面にヘッド部９がガイド部８に沿っ
て上下移動可能な状態で支持されている。１０ａ，１０
ｂはヘッド部９の下面に一定間隔を保って垂設された２
個のスピンドルであり、その下端部にそれぞれピンゲー
ジ１１ａ，１１ｂが取り付けられている。

【０００９】上記工作機１の内部には、図２に示すよう
に、データの入出力を行う入出力装置１２，プログラム
を実行するＣＰＵ１３，一連のプログラムが記憶された
ＲＯＭ１４，記憶内容を消去して再使用できるＥＥＰＲ
ＯＭ１５，ＸＹテーブル４をＸ軸方向に移動させるＸ軸
モータ１６，ＸＹテーブル４をＹ軸方向に移動させるＹ
軸モータ１７，ヘッド部９をＺ軸方向に移動させるＺ軸
モータ１８が備わっている。そして、スピンドル１０
ａ，１０ｂの原点を設定する場合は、図に示すようにバ
イス６に円筒体７を固定するとともに、スピンドル１０
ａ，１０ｂにピンゲージ１１ａ，１１ｂを取り付け、切
削加工を行う場合には、バイス６に被加工物を固定し、
スピンドル１０ａ，１０ｂにはドリルやカッター等の切
削具を取り付けるようになっている。なお、上記円筒体
７とピンゲージ１１ａ，１１ｂとは互いに接触すると通
電状態になり、その際の接触点の座標値がデータとして
ＣＰＵ１３に送られるようになっている。

【００１０】この構成において、スピンドル１０ａ，１
０ｂの原点を設定する場合、予め一連のプログラムをＲ
ＯＭ１４に記憶させておき、そのプログラムに沿って図
３のようにして操作が自動的に行われる。すなわち、ま
ず、円筒体７の上方にピンゲージ１１ａを位置させた状
態から、Ｚ軸モータ１８を作動させてヘッド部９を下降
させ、ピンゲージ１１ａの下端部を図４に示すように円
筒体７の中に位置させる。ついで、ＸＹテーブル４をＸ
軸に沿う一方向に移動させて円筒体７の内壁に接触させ
その接触点の座標値をデータとしてＣＰＵ１３に送った
のち、ＸＹテーブル４をＸ軸に沿う他方向に移動させて
円筒体７の内壁に接触させその接触点の座標値データを
同様にしてＣＰＵ１３に送る。ＣＰＵ１３は送られてき
た両座標値のデータを演算処理しその中心点をＹ軸上の
基準点として求める。

【００１１】つぎに、ピンゲージ１１ａを上記Ｙ軸上の
基準点に位置させた状態から、ＸＹテーブル４をＹ軸に
沿う一方向に移動させてピンゲージ１１ａを円筒体７の
内壁に接触させたのち、ＸＹテーブル４をＹ軸に沿う他
方向に移動させてピンゲージ１１ａを円筒体７に接触さ
せ、その両接触点の中心点をＸ軸上の基準点として求め
る。そして、このＸ軸上の基準点（円筒体７の中心点）
をスピンドル１０ａの原点としてＥＥＰＲＯＭ１５に記
憶させる。ついで、上記と同様の操作により、スピンド
ル１０ｂの原点を設定することにより、スピンドル１０
ａ，１０ｂの原点設定が終了する。

【００１２】このように、本発明によれば、予め入力し
たプログラムに沿って、スピンドル１０ａ，１０ｂの原
点を自動的に設定することができ、その原点を基準とし
て、被加工物の切削加工を行うことができる。したがっ
て、原点設定の作業が極めて容易になるとともに、作業
者による測定誤差がなくなる。また、原点の設定に使用
する円筒体７が真円状であるため、スピンドルの数が複
数であっても、すべてのスピンドルの原点を正確に一致
させることができる。これによって、加工精度の向上が
図れる。

【００１３】なお、上記実施例では、ピンゲージ１１
ａ，１１ｂを用いているが、これに限定するものではな
く、円筒体７と接触して通電状態になるものであれば、
切削具をそのままスピンドル１０ａ，１０ｂに取り付け
て原点設定を行ってもよく、スピンドル１０ａ，１０ｂ
の下端部を検知部とすることも可能である。これによっ
て、ピンゲージ１１ａ，１１ｂと切削具を取り替える手
間が省け作業効率がさらに向上するようになる。また、
上記実施例では、スピンドルを２個有する工作機を挙げ
ているが、さらに多数のスピンドルを有する工作機でも
よいし、１個のスピンドルを有する工作機の原点設定に
利用できることはいうまでもない。さらに、上記実施例
では、Ｘ，Ｙ軸の原点設定について述べているが、これ
に加えてＺ軸方向の原点を設定する場合は、本件出願人
の出願による主軸の原点設定方法（特願平３−９９５０
３号）および主軸の原点設定装置（特願平３−１１６８
４１号）に係る方法および装置を用いることができる。

【００１４】

【発明の効果】以上のように、本発明は、工作機の加工
面上に載置した真円状の円筒体とスピンドルに取り付け
た棒状の検知体を用い、円筒体内で互いに接触させるこ
とによりＸ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれ両内壁の接
触点の座標値を求め、その中心点をスピンドルの原点と
して記憶手段に記憶させるようになっている。そして、
この際の、原点の設定を一連のプログラムに沿って自動
的に行うようにしている。したがって、従来のような、
面倒な原点設定のための測定作業の必要がなくなる。ま
た、円筒体が真円状であるため、工作機のスピンドルが
複数であっても各スピンドルの原点がすべて正確に一致
するようになり、加工精度が大きく向上するようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す工作機の斜視図であ
る。

【図２】本発明を説明する構成図である。

【図３】原点設定の手順を説明するフローチャート。

【図４】原点設定の方法を説明する部分拡大図である。

【符号の説明】

１ 工作機 ７ 円筒体 １０ａ スピンドル １０ｂ 〃 １１ａ ピンゲージ １１ｂ 〃 １２ 入出力装置 １３ ＣＰＵ １４ ＲＯＭ １５ ＥＥＰＲＯＭ １６ Ｘ軸モータ １７ Ｙ軸モータ １８ Ｚ軸モータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 数値制御により三次元加工を行う工作機
   におけるスピンドルの原点を設定する方法であって、工
   作機の加工面上の任意位置に横断面形状が真円状の円筒
   体を載置するとともに、スピンドルの下端に上記円筒体
   の中を挿通可能でかつ円筒体に接触したときこれを検知
   できる棒状の検知体を取付け、この検知体を上記円筒体
   の中に位置させた状態で、Ｘ軸方向に移動させ円筒体の
   両側内壁に接触させることにより接触点の座標値を求め
   その両座標の中心位置をＸ軸方向の中心座標とし、つい
   で上記検知体を上記Ｘ軸の中心座標からＹ軸方向に移動
   させ円筒体の両側内壁に接触させることにより接触点の
   座標値を求めその両座標の中心位置の座標値をスピンド
   ルの軸原点として、制御装置内の記憶手段に記憶させる
   ことを特徴とするスピンドルの原点設定方法。
2. 【請求項２】 複数のスピンドルを有し数値制御により
   三次元加工を行う工作機における上記複数のスピンドル
   の原点を設定する装置であって、上下，左右，前後方向
   にスピンドルと加工面を相対的に移動させる移動手段、
   予め入力された一連のプログラムに沿って上記移動手段
   を駆動，停止させる制御手段およびスピンドルの原点座
   標値を記憶する記憶手段を備えた装置本体と、上記装置
   本体の加工面上の任意位置に載置される上面視真円状の
   円筒体と、スピンドルの下端部に取付られ上記円筒体の
   中を挿通できるとともに、円筒体に接触した場合これを
   検知することのできる棒状の検知体を有することを特徴
   とするスピンドルの原点設定装置。