JPH0523952A - 相対位置基準による加工精度維持方法 - Google Patents
相対位置基準による加工精度維持方法Info
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- JPH0523952A JPH0523952A JP3198596A JP19859691A JPH0523952A JP H0523952 A JPH0523952 A JP H0523952A JP 3198596 A JP3198596 A JP 3198596A JP 19859691 A JP19859691 A JP 19859691A JP H0523952 A JPH0523952 A JP H0523952A
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- JP
- Japan
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- axis
- machining
- chuck
- accuracy
- sensor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 初品又は加工時の刃物とチャック回転中心と
の相対位置を一定に保つことにより初品時に目標精度内
に達成した加工精度を二個目以降も維持する。 【構成】 本体端面外周部に球面部６ａを有するチャッ
ク６に工作物Ｗを把持して、バイトＴにより球面又は非
球面が目標精度内に入るまで初品加工を行い、目標精度
に達した時点でバイトＴのほぼ真下に設けた変位センサ
１２で、主軸５を回転した状態で、テーブル８をＸ軸移
動させながら球面部６ａまでのＺ軸の距離変化を測定
し、センサ出力データを基にチャック回転中心対応のセ
ンサのＸ軸ベース位置を求めて保存する。二個目からは
粗削り終了後、再びチャック回転中心対応のセンサのＸ
軸位置を求めて、保存するＸ軸ベース位置と比較し、そ
の差を補正値としてＸ軸原点補正を行い加工精度を維持
する。
の相対位置を一定に保つことにより初品時に目標精度内
に達成した加工精度を二個目以降も維持する。 【構成】 本体端面外周部に球面部６ａを有するチャッ
ク６に工作物Ｗを把持して、バイトＴにより球面又は非
球面が目標精度内に入るまで初品加工を行い、目標精度
に達した時点でバイトＴのほぼ真下に設けた変位センサ
１２で、主軸５を回転した状態で、テーブル８をＸ軸移
動させながら球面部６ａまでのＺ軸の距離変化を測定
し、センサ出力データを基にチャック回転中心対応のセ
ンサのＸ軸ベース位置を求めて保存する。二個目からは
粗削り終了後、再びチャック回転中心対応のセンサのＸ
軸位置を求めて、保存するＸ軸ベース位置と比較し、そ
の差を補正値としてＸ軸原点補正を行い加工精度を維持
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超精密旋盤において例
えば光学レンズ等球面又は非球面を有する超精密部品を
複数個連続加工する際の加工精度維持方法に関するもの
である。
えば光学レンズ等球面又は非球面を有する超精密部品を
複数個連続加工する際の加工精度維持方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、高精度な加工を行う超精密旋盤に
おいては、ボールねじ等送り軸駆動系の熱変形による加
工精度の低下を防止するため、レーザ測長器を用いて直
接各移動体の位置を計測し、この計測値をフィードバッ
クして位置制御を行う方法が採用されており、光学レン
ズ等球面又は非球面を有する超精密部品を加工する場合
も例外ではなかった。
おいては、ボールねじ等送り軸駆動系の熱変形による加
工精度の低下を防止するため、レーザ測長器を用いて直
接各移動体の位置を計測し、この計測値をフィードバッ
クして位置制御を行う方法が採用されており、光学レン
ズ等球面又は非球面を有する超精密部品を加工する場合
も例外ではなかった。
【０００３】図９はレーザ測長器を用いた超精密ＮＣ旋
盤で刃物台１０１のＸ軸位置は、レーザ発光器１０２か
ら出たレーザ光を干渉計１０３を介して刃物台の側面に
貼着した反射鏡に照射する。この反射光は干渉計１０３
を通りレシーバ１０４に達しレシーバ１０４でこのレー
ザ光の干渉状態からテーブルのＸ軸位置を検知する。ま
た主軸台１０５のＺ軸位置も同様にして干渉計１０６を
通ってレシーバ１０７に達した反射光の干渉状態からＺ
軸位置を検知している。
盤で刃物台１０１のＸ軸位置は、レーザ発光器１０２か
ら出たレーザ光を干渉計１０３を介して刃物台の側面に
貼着した反射鏡に照射する。この反射光は干渉計１０３
を通りレシーバ１０４に達しレシーバ１０４でこのレー
ザ光の干渉状態からテーブルのＸ軸位置を検知する。ま
た主軸台１０５のＺ軸位置も同様にして干渉計１０６を
通ってレシーバ１０７に達した反射光の干渉状態からＺ
軸位置を検知している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたレ
ーザ測長器を用いて位置制御を行う超精密ＮＣ旋盤は、
初品加工で所定の目標精度内に入った時の主軸回転中心
と刃物との位置関係は、干渉計１０３が刃物台１０１よ
り離れているだけ熱変位の影響を受けやすく、同一加工
プログラムにより二個目以降の加工を行った際に目標精
度内に収まる保証はないという問題点を有している。本
発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みなさ
れたものであり、その目的とするところは刃物と工作物
との相対位置を一定に保つことにより加工精度を維持す
る方法を提供しようとするものである。
ーザ測長器を用いて位置制御を行う超精密ＮＣ旋盤は、
初品加工で所定の目標精度内に入った時の主軸回転中心
と刃物との位置関係は、干渉計１０３が刃物台１０１よ
り離れているだけ熱変位の影響を受けやすく、同一加工
プログラムにより二個目以降の加工を行った際に目標精
度内に収まる保証はないという問題点を有している。本
発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みなさ
れたものであり、その目的とするところは刃物と工作物
との相対位置を一定に保つことにより加工精度を維持す
る方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明における相対位置基準による加工精度維持方法
は、主軸先端に固着の本体端面外周部が球面に形成され
たチャックに前記工作物を把持して加工精度が目標精度
内に入るまで初品加工を行い、前記初品加工終了後前記
主軸を回転した状態で刃物台のバイトのほぼ真下に設け
られたセンサにより前記刃物台をＸ軸移動させながら前
記球面までのＺ軸方向の距離変化を測定し、該測定デー
タを基にチャック回転中心対応の前記センサのＸ軸位置
を求めてＸ軸ベース位置として記憶し、二個目以降の加
工に際し仕上加工前に再び前記チャック回転中心対応の
センサのＸ軸位置を求め、該求めたＸ軸位置と前記Ｘ軸
ベース位置とを比較してその差を補正値としてＸ軸原点
補正を行うものである。
に本発明における相対位置基準による加工精度維持方法
は、主軸先端に固着の本体端面外周部が球面に形成され
たチャックに前記工作物を把持して加工精度が目標精度
内に入るまで初品加工を行い、前記初品加工終了後前記
主軸を回転した状態で刃物台のバイトのほぼ真下に設け
られたセンサにより前記刃物台をＸ軸移動させながら前
記球面までのＺ軸方向の距離変化を測定し、該測定デー
タを基にチャック回転中心対応の前記センサのＸ軸位置
を求めてＸ軸ベース位置として記憶し、二個目以降の加
工に際し仕上加工前に再び前記チャック回転中心対応の
センサのＸ軸位置を求め、該求めたＸ軸位置と前記Ｘ軸
ベース位置とを比較してその差を補正値としてＸ軸原点
補正を行うものである。
【０００６】
【作用】本体前端面外周部に球面部を有するチャックに
工作物を把持して、Ｘ・Ｚ軸の同時移動で球面又は非球
面の初品加工を行い、加工精度が目標精度に達したこと
を確認し、その直後に主軸を回転した状態で刃物台をＸ
軸移動させながらバイトのほぼ真下に取付けられたセン
サにより、チャック球面部までのＺ軸方向の距離変化を
測定し、センサ出力を基に求めたチャック回転中心対応
のセンサのＸ軸位置を求め、これをＸ軸ベース位置とし
て記憶する。二個目以降の加工は、粗加工が終わって仕
上加工に入る前に再び刃物台をＸ軸移動させながらセン
サによりチャック球面部までのＺ軸方向の距離変化を測
定し、センサ出力を基に求めたチャック回転中心対応の
センサのＸ軸位置を求めて、記憶するＸ軸ベース位置と
比較し、その差を補正値としてＸ軸原点補正を行い、初
品加工時のバイトと工作物回転中心との相対位置関係を
復元して仕上加工を行う。
工作物を把持して、Ｘ・Ｚ軸の同時移動で球面又は非球
面の初品加工を行い、加工精度が目標精度に達したこと
を確認し、その直後に主軸を回転した状態で刃物台をＸ
軸移動させながらバイトのほぼ真下に取付けられたセン
サにより、チャック球面部までのＺ軸方向の距離変化を
測定し、センサ出力を基に求めたチャック回転中心対応
のセンサのＸ軸位置を求め、これをＸ軸ベース位置とし
て記憶する。二個目以降の加工は、粗加工が終わって仕
上加工に入る前に再び刃物台をＸ軸移動させながらセン
サによりチャック球面部までのＺ軸方向の距離変化を測
定し、センサ出力を基に求めたチャック回転中心対応の
センサのＸ軸位置を求めて、記憶するＸ軸ベース位置と
比較し、その差を補正値としてＸ軸原点補正を行い、初
品加工時のバイトと工作物回転中心との相対位置関係を
復元して仕上加工を行う。
【０００７】
【実施例】実施例について図１〜図８を参照して説明す
る。超精密旋盤において、ベッド１上後側に上面にＺ軸
方向の摺動面２ａを有する固定台２が固着されており、
テーブル２のＺ軸摺動面２ａ上に主軸台３が移動可能に
載置され、主軸台３はＺ軸サーボモータ４により移動位
置決めされる。主軸台３には主軸５が回転可能に軸承さ
れており、主軸５は図示しないビルトインモータにより
回転される。主軸５先端にチャック６が同心に固着され
ており、チャック６の本体前端面外周部に球面部６ａが
形成されている。
る。超精密旋盤において、ベッド１上後側に上面にＺ軸
方向の摺動面２ａを有する固定台２が固着されており、
テーブル２のＺ軸摺動面２ａ上に主軸台３が移動可能に
載置され、主軸台３はＺ軸サーボモータ４により移動位
置決めされる。主軸台３には主軸５が回転可能に軸承さ
れており、主軸５は図示しないビルトインモータにより
回転される。主軸５先端にチャック６が同心に固着され
ており、チャック６の本体前端面外周部に球面部６ａが
形成されている。
【０００８】一方ベッド１上前側にＸ軸方向の摺動面７
ａを有する固定台７が固着されており、摺動面７ａ上に
テーブル８が移動可能に載置され、テーブル８はＸ軸サ
ーボモータ９により移動位置決めされる。テーブル８上
に固定刃物台１１が固着されており、刃物台１１にバイ
トＴがＺ軸方向チャック側を向いて固着され、バイトＴ
のほぼ真下に変位センサ１２がチャック６の球面部６ａ
に向けて取付けられている。チャック６の球面部６ａま
でのＺ軸方向の距離を計測するものでレーザ光等を用い
る市販のセンサを使用することができる。
ａを有する固定台７が固着されており、摺動面７ａ上に
テーブル８が移動可能に載置され、テーブル８はＸ軸サ
ーボモータ９により移動位置決めされる。テーブル８上
に固定刃物台１１が固着されており、刃物台１１にバイ
トＴがＺ軸方向チャック側を向いて固着され、バイトＴ
のほぼ真下に変位センサ１２がチャック６の球面部６ａ
に向けて取付けられている。チャック６の球面部６ａま
でのＺ軸方向の距離を計測するものでレーザ光等を用い
る市販のセンサを使用することができる。
【０００９】図１のブロック線図部は、制御装置の各要
素を表したもので、センシングベースデータ保存部１３
は、初品加工又は試し加工終了後にテーブル８をＸ軸移
動させながら、変位センサにより連続的に計測した球面
部６ａまでのＺ軸方向の距離変化を位置検出器１０出力
のＸ軸位置と対比させて保存する部分、仕上前のセンシ
ングデータ保存部１４は、二個目以降の粗削り終了後に
変位センサ１２により計測した球面部６ａまでのＺ軸距
離の変化をＸ軸位置と対比させて保存する部分である。
素を表したもので、センシングベースデータ保存部１３
は、初品加工又は試し加工終了後にテーブル８をＸ軸移
動させながら、変位センサにより連続的に計測した球面
部６ａまでのＺ軸方向の距離変化を位置検出器１０出力
のＸ軸位置と対比させて保存する部分、仕上前のセンシ
ングデータ保存部１４は、二個目以降の粗削り終了後に
変位センサ１２により計測した球面部６ａまでのＺ軸距
離の変化をＸ軸位置と対比させて保存する部分である。
【００１０】チャック回転中心対応時のセンサのＸ軸位
置算出部１５は、先ずセンシングベースデータ保存部１
３からのベースデータから得られる図５に示すような、
横軸にＸ軸位置，たて軸に変位センサの出力を表す曲線
から、最小二乗法等により求めた曲線の中心（チャック
回転中心）対応のセンサのＸ軸位置を算出して、Ｘ軸ベ
ース位置保存部１６に出力し、次に仕上前のセンシング
データ保存部からのデータから同様にしてチャック回転
中心対応のセンサのＸ軸位置を求めて、Ｘ軸位置比較部
１７に出力する部分である。
置算出部１５は、先ずセンシングベースデータ保存部１
３からのベースデータから得られる図５に示すような、
横軸にＸ軸位置，たて軸に変位センサの出力を表す曲線
から、最小二乗法等により求めた曲線の中心（チャック
回転中心）対応のセンサのＸ軸位置を算出して、Ｘ軸ベ
ース位置保存部１６に出力し、次に仕上前のセンシング
データ保存部からのデータから同様にしてチャック回転
中心対応のセンサのＸ軸位置を求めて、Ｘ軸位置比較部
１７に出力する部分である。
【００１１】Ｘ軸ベース位置保存部１６は、初品加工後
のチャック回転中心対応のセンサのＸ軸位置を保存する
部分、Ｘ軸位置比較部１７は、チャック回転中心対応の
センサのＸ軸位置算出部１５からの二個目以降の粗削り
終了後のＸ軸位置とＸ軸ベース位置保存部１６からの初
品加工後のＸ軸ベース位置とを比較してその差ａを求め
る部分、補正値保存部１８はこの求めた差ａを補正値と
して保存する部分、Ｘ軸制御部１９はこの補正値により
Ｘ軸の原点補正をしてＸ軸サーボモータ９を制御する部
分である。
のチャック回転中心対応のセンサのＸ軸位置を保存する
部分、Ｘ軸位置比較部１７は、チャック回転中心対応の
センサのＸ軸位置算出部１５からの二個目以降の粗削り
終了後のＸ軸位置とＸ軸ベース位置保存部１６からの初
品加工後のＸ軸ベース位置とを比較してその差ａを求め
る部分、補正値保存部１８はこの求めた差ａを補正値と
して保存する部分、Ｘ軸制御部１９はこの補正値により
Ｘ軸の原点補正をしてＸ軸サーボモータ９を制御する部
分である。
【００１２】続いて本実施例の作用について図７，図８
のフローチャートの順に説明する。最初に初品加工の場
合、ステップＳ１において、チャック６に把持した初品
工作物に対して粗加工が行われ、引続きステップＳ２に
おいて仕上加工が行われる。仕上加工が終わるとステッ
プＳ３において、工作物Ｗの球面又は非球面の加工精度
測定が行われ、ステップＳ４において目標精度に達して
いるかが確認される。そしてノーの場合はステップＳ２
に戻り再度仕上加工が行われる。またイエスの場合はス
テップＳ５において、主軸５を回転した状態で、テーブ
ル８をＸ軸移動させながら変位センサ１２によりチャッ
ク６の球面部６までのＺ軸距離のセンシングを行い、ス
テップＳ６において、変位センサの出力から求めたチャ
ック回転中心対応のセンサのＸ軸位置（Ｘ軸ベース位
置）を算出してＸ軸ベース位置保存部１６に記憶する。
のフローチャートの順に説明する。最初に初品加工の場
合、ステップＳ１において、チャック６に把持した初品
工作物に対して粗加工が行われ、引続きステップＳ２に
おいて仕上加工が行われる。仕上加工が終わるとステッ
プＳ３において、工作物Ｗの球面又は非球面の加工精度
測定が行われ、ステップＳ４において目標精度に達して
いるかが確認される。そしてノーの場合はステップＳ２
に戻り再度仕上加工が行われる。またイエスの場合はス
テップＳ５において、主軸５を回転した状態で、テーブ
ル８をＸ軸移動させながら変位センサ１２によりチャッ
ク６の球面部６までのＺ軸距離のセンシングを行い、ス
テップＳ６において、変位センサの出力から求めたチャ
ック回転中心対応のセンサのＸ軸位置（Ｘ軸ベース位
置）を算出してＸ軸ベース位置保存部１６に記憶する。
【００１３】次に同一部品の二個目以降の加工の場合
は、ステップＳ７において、粗加工が行われ粗加工終了
後ステップＳ８において、チャック球面部６ａのセンシ
ングが行われ、ステップＳ９においてチャックの回転中
心対応のセンサのＸ軸位置が算出される。次いでステッ
プＳ１０においてＸ軸ベース位置保存部１６に記憶する
Ｘ軸ベース位置を読みだし、ステップＳ１１において、
算出したＸ軸位置と読み出したＸ軸ベース位置との差ａ
（補正量）を求め、ステップＳ１２においてＸ軸の原点
補正を行い、ステップＳ１３において仕上加工を行う。
そして仕上加工が終わると、ステップＳ１４において加
工精度を測定し、ステップＳ１５において目標精度に達
しているかが確認され、ノーの場合はステップＳ８に戻
り、イエスの場合には終わりとなる。
は、ステップＳ７において、粗加工が行われ粗加工終了
後ステップＳ８において、チャック球面部６ａのセンシ
ングが行われ、ステップＳ９においてチャックの回転中
心対応のセンサのＸ軸位置が算出される。次いでステッ
プＳ１０においてＸ軸ベース位置保存部１６に記憶する
Ｘ軸ベース位置を読みだし、ステップＳ１１において、
算出したＸ軸位置と読み出したＸ軸ベース位置との差ａ
（補正量）を求め、ステップＳ１２においてＸ軸の原点
補正を行い、ステップＳ１３において仕上加工を行う。
そして仕上加工が終わると、ステップＳ１４において加
工精度を測定し、ステップＳ１５において目標精度に達
しているかが確認され、ノーの場合はステップＳ８に戻
り、イエスの場合には終わりとなる。
【００１４】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で次に記載する効果を奏する。加工精度が目標精度に達
するまで初品加工を行い、バイトのほぼ真下に設けたセ
ンサによりテーブルをＸ軸移動させながらチャック球面
部までのＺ軸方向の距離の変化を測定して、チャック回
転中心対応のセンサのＸ軸位置を求めて、Ｘ軸ベース位
置として記憶し、二個目以降の加工時の仕上加工前に再
びセンサによりＸ軸位置を求め、記憶するＸ軸ベース位
置とこの求めたＸ軸位置との差を求めて補正値としてＸ
軸原点補正を行い、バイトと工作物の相対位置を保つこ
とにより加工精度の管理を行うようにしたので、簡単な
装置で熱変位等環境変化による影響がない良好な精度を
維持することができる。
で次に記載する効果を奏する。加工精度が目標精度に達
するまで初品加工を行い、バイトのほぼ真下に設けたセ
ンサによりテーブルをＸ軸移動させながらチャック球面
部までのＺ軸方向の距離の変化を測定して、チャック回
転中心対応のセンサのＸ軸位置を求めて、Ｘ軸ベース位
置として記憶し、二個目以降の加工時の仕上加工前に再
びセンサによりＸ軸位置を求め、記憶するＸ軸ベース位
置とこの求めたＸ軸位置との差を求めて補正値としてＸ
軸原点補正を行い、バイトと工作物の相対位置を保つこ
とにより加工精度の管理を行うようにしたので、簡単な
装置で熱変位等環境変化による影響がない良好な精度を
維持することができる。
【図１】本実施例のブロック線図を含む構成図である。
【図２】本実施例の超精密旋盤の姿図である。
【図３】本実施例のセンサによる計測状況を表す上視図
である。
である。
【図４】図３の側面図である。
【図５】本実施例のセンサ出力の説明図である。
【図６】本実施例の初品時と二個目以降のセンサ出力の
比較図である。
比較図である。
【図７】初品加工時の作用を表すフロチャート図であ
る。
る。
【図８】二個目以降加工時の作用を表すフロチャート図
である。
である。
【図９】従来の超精密旋盤の斜視姿図である。
５ 主軸 ６ チャック ６ａ 球面部 ８ テーブル １１ 刃物台 １２ 変位センサ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 工作物の球面又は非球面を複数個加工す
る際の精度維持方法であって、主軸先端に固着の本体端
面外周部が球面に形成されたチャックに前記工作物を把
持して加工精度が目標精度内に入るまで初品加工を行
い、前記初品加工終了後前記主軸を回転した状態で刃物
台のバイトのほぼ真下に設けられたセンサにより前記刃
物台をＸ軸移動させながら前記球面までのＺ軸方向の距
離変化を測定し、該測定データを基にチャック回転中心
対応の前記センサのＸ軸位置を求めてＸ軸ベース位置と
して記憶し、二個目以降の加工に際し仕上加工前に再び
前記チャック回転中心対応のセンサのＸ軸位置を求め、
該求めたＸ軸位置と前記Ｘ軸ベース位置とを比較してそ
の差を補正値としてＸ軸原点補正を行うことを特徴とす
る相対位置基準による加工精度維持方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3198596A JPH0523952A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 相対位置基準による加工精度維持方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3198596A JPH0523952A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 相対位置基準による加工精度維持方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0523952A true JPH0523952A (ja) | 1993-02-02 |
Family
ID=16393824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3198596A Pending JPH0523952A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 相対位置基準による加工精度維持方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0523952A (ja) |
Cited By (6)
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-
1991
- 1991-07-12 JP JP3198596A patent/JPH0523952A/ja active Pending
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