JPH05245743A

JPH05245743A - 加工具の刃先位置検出装置

Info

Publication number: JPH05245743A
Application number: JP5856091A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Shinno; 康生新野; Tetsuo Shibukawa; 哲郎渋川; Minoru Hirano; 稔平野
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1991-03-22
Filing date: 1991-03-22
Publication date: 1993-09-24

Abstract

(57)【要約】【目的】加工具の刃先位置を非接触で自動的に検出す
る。【構成】非接触の計測手段１２０が基準点１２０ａと
加工具１１０の刃先間を通過する光の位置を検出するこ
とで距離ｘを計測する。制御手段１３０は、距離ｘが最
小の値になるように移動体１００を移動制御する。これ
によって、加工具１１０の刃先位置が検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、研削加工に使用される
砥石車の刃先位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】研削加工においては、加工開始位置を決
定するために、被加工用ワークと砥石車先端との接触位
置を知る必要がある。従来、このような砥石車先端の接
触位置を求める方法としては、図７に示すように、砥石
台１をＺ軸方向に送り、これに軸承された砥石車２の先
端がある程度ワーク３に近接したことが目視により確認
されたならば、砥石車２を手動で回転させながら砥石台
１をＺ軸方向に微小量（１μｍ程度）ずつ移動させてい
き、砥石車２がワーク３と接触して回転しなくなった時
の砥石ヘッドのＺ軸方向の座標位置を接触位置、すなわ
ち加工開始位置としていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の位置決め方法では、砥石車がほとんど静止に
近い状態で行われる。これに対し、加工時は砥石車が砥
石台内蔵の高周波モータにより高速回転されるから、高
周波モータが加熱されると、砥石軸に伸びが生じる。こ
のため、図８の実線に示す位置に位置決めされていた砥
石車２が破線に示す位置へ変化し、せっかく位置決めし
たＺ軸座標位置Ｐ₀がＰ₁の位置へ変位してしまい、砥
石のＺ軸座標位置が信頼できなくなる。

【０００４】また、ワーク３に砥石車２の先端を接触さ
せて加工開始位置を決定する方法では、位置決め時に砥
石車がワークを削ってしまうため、正確な砥石の先端位
置がつかみにくいという問題があった。また、接触検知
ピンを使用する方法もあるが、振動検知タイプであるた
め、誤動作し易く、正確性に欠ける問題がある。

【０００５】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
で、砥石車などの加工具の刃先位置を非接触で検出でき
るようにした刃先位置検出装置を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】クレーム対応図である図
１にしたがって本発明を説明すると、本発明は、移動体
１００上のワークＷに対し切り込み方向に移動する加工
具１１０と、移動体１００上に設置され、加工具１１０
に対し光を照射することにより基準点１２０ａから加工
具１１０の刃先までの距離ｘを計測する非接触の計測手
段１２０と、非接触の計測手段１２０に計測された距離
ｘが最小になるように移動体１００を移動制御する制御
手段１３０とを備えてなるものである。

【０００７】

【作用】上記の構成により、非接触の計測手段１２０が
基準点１２０ａと加工具１１０の刃先間を通過する光の
位置を検出することで距離ｘを計測し、そして、制御手
段１３０は、距離ｘが最小の値になるように移動体１０
０を移動制御する。これによって、加工具１１０の刃先
位置が検出できる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図２〜図６に基づ
いて説明する。図２は、本発明の砥石車の刃先検出装置
を備えた研削盤の概略構成図であり、図３はその右側面
図である。同図において、研削盤１０は、Ｙ軸テーブル
１１およびＹ軸テーブル１１をＹ軸方向に移動するサー
ボモータ１２と、Ｙ軸テーブル１１上に設置されたＸ軸
テーブル１３およびＸ軸テーブル１３をＸ軸方向に移動
するサーボモータ１４と、砥石車１５を軸承する砥石台
１６および砥石台１６をＺ軸方向に移動するサーボモー
タ１７を備える。そして、Ｘ軸テーブル１３上にはワー
ク取付治具１８を介してワーク１９が載置されている。

【０００９】Ｘ軸テーブル１３上には、Ｘ軸テーブル１
３からの砥石車１５の先端位置を計測するためのレーザ
発生部２０ａおよびこれに所定間隔離して正対させた光
検出素子２０ｂとからなるレーザスキャンマイクロメー
タ２０と、レーザ発生部２０ａと光検出素子２０ｂ間に
配置され、光検出素子２０ｂへのレーザビーム２１の照
射位置を規定する長さＢの基準片２２がそれぞれ設置さ
れている。また、光検出素子２０ｂには、光点の位置を
１次元的に検出するシリコンホトダイオードが使用さ
れ、そして、レーザ発生部２０ａからのレーザビーム２
１は光検出素子２０ｂに対し上下方向にスキャンされ
る。

【００１０】図４は、砥石先端位置の検出を可能にした
研削盤の送り制御装置を構成するブロック図である。図
において、数値制御装置２３は、全体を制御する中央処
理装置（以下ＣＰＵという）２４，記憶装置２５，Ｘ軸
パルス発生回路２６，Ｙ軸パルス発生回路２７，Ｚ軸パ
ルス発生回路２８およびインターフェース２９から構成
され、各パルス発生回路２６〜２８から送出される指令
パルスは対応するそれぞれのＸ軸駆動回路３０，Ｙ軸駆
動回路３１およびＺ軸駆動回路３２に供給される。そし
て、それぞれの駆動回路３０〜３２には、Ｘ軸用サーボ
モータ１４，Ｙ軸用サーボモータ１２，Ｚ軸用サーボモ
ータ１７がそれぞれ接続されている。

【００１１】記憶装置２５には、砥石車の高さを検出す
るプログラムおよびワークの加工プログラム格納するエ
リアと、レーザスキャンマイクロメータ２０により計測
される基準片２２の先端と砥石車１５の先端間の距離ｘ
の最小値を格納するエリアおよび砥石車１５の現在位置
データ（Ｚ＝Ｂ＋ｘ）格納するエリア等が設けられてい
る。また、インターフェース２９には、レーザスキャン
マイクロメータ２０が接続されている。

【００１２】なお、上記実施例において、Ｘ，Ｙ軸テー
ブル１１，１３が移動体１００を、砥石車１５が加工具
１１０を、レーザスキャンマイクロメータ２０が計測手
段１２０を、基準片２２が基準点１２０ａを、ＣＰＵ２
４および記憶装置２５が制御手段１３０をそれぞれ構成
する。次に、本実施例の動作を図５および図６を参照し
て説明する。

【００１３】砥石車の先端位置検出に際し、そのプログ
ラムがスタートすると、まず、図２の破線に示す加工原
位置にある砥石台１６にレーザ発生部２０ａと光検出素
子２０ｂ間が対向するように、Ｙ軸テーブル１１，Ｘ軸
テーブル１３を動かす（ステップＳ１）。すなわち、Ｃ
ＰＵ２４からの指令値にしたがって、Ｘ軸パルス発生回
路２６およびＹ軸パルス発生回路２７を動作させ、これ
らパルス発生回路２６，２７から発生する指令パルスを
それぞれの駆動回路３０，３１に加えることにより、そ
れぞれのサーボモータ１２，１４を駆動してＹ軸テーブ
ル１１およびＸ軸テーブル１３を指令パルス数分だけＹ
軸方向およびＸ軸方向に移動させる。

【００１４】レーザ発生部２０ａと光検出素子２０ｂ間
が砥石台１６と対向する位置まで移動されると、次のス
テップＳ２に進み、砥石台１６をＺ軸方向に移動して砥
石車１５をレーザ発生部２０ａと光検出素子２０ｂ間に
達するまで下降させる。すなわち、ＣＰＵ２４から送出
される指令値にしたがってＺ軸パルス発生回路２８を動
作させ、このパルス発生回路２８から発生するパルスを
駆動回路３２に加えることにより、サーボモータ１７を
駆動して砥石台１６を指令パルス数分だけレーザスキャ
ンマイクロメータ２０側へ移動させる。これにより、砥
石車１５は図２の実線に示す状態におかれる。この時、
砥石車１５は加工時と同じ高速度で回転されている。

【００１５】次のステップＳ３では、Ｙ軸テーブル１１
をＸ軸方向に往復動させながら、砥石車１５の先端と基
準片２２間の距離ｘを検出する。そして、次のステップ
Ｓ４において、ｘの最小値を検出する。以下、砥石車１
５の最下点（研削点）の最小値を検出するための動作に
ついて詳述する。

【００１６】まず、図６に示すように基準片２２と砥石
車１５間の距離ｘ_iが小さくなる方向にＹ軸テーブル１
１をＹ軸方向にある間隔で移動させる。この時、レーザ
発生部２０ａのレーザビーム２１は上下方向にスキャン
されているから、このレーザビーム２１は砥石車１５の
先端と基準片２２の先端間を通過して光検出素子２０ｂ
に達する。そしてレーザビーム２１の入射位置で発生し
た光電流は、光検出素子２０ｂの出力端子Ｔ１，Ｔ２ま
での抵抗値に逆比例する形に分割されて各出力端子Ｔ
１，Ｔ２から取り出される。したがって、この各出力端
子Ｔ１，Ｔ２から取り出される電流値をＣＰＵ２４に取
り込むことによって、距離ｘ_iをＹ軸テーブル１１があ
る間隔移動される毎に演算し、かつ前回の演算結果と今
回の演算結果とを順次比較する。これにより今回求めた
距離ｘ_iが前回求めた距離ｘ_iより大きいと判定された
ときは、図６に示すようにＹ軸テーブル１１を前の移動
方向と反対の方向に前より小さい間隔で移動させる。

【００１７】同様にして、距離ｘ_iの最小値を通り過ぎ
たならば、移動間隔をさらに小さくして、距離ｘ_iを小
さくする方向に移動させる。これにより砥石車１５の最
下点を精密に検出する。その後、次のステップＳ５にお
いて、予め判明している基準片２２の長さＢに最小距離
ｘを加算したＢ＋ｘを砥石車１５の現在位置データとし
て記憶装置２５に記憶する。

【００１８】したがって、Ｘ軸テーブル１３からワーク
１９までの位置は、治具１８の高さＡ、ワーク１９の高
さＣによって判明しているから、このワークの位置（Ａ
＋Ｃ）と検出された砥石車１５の位置（Ｂ＋ｘ）とから
加工開始位置を決定することができる。このような本実
施例にあっては、レーザスキャンマイクロメータ２０を
用いることにより、砥石車１５を研削時と同じ回転数で
回転させた状態で、しかも無接触で砥石先端の位置を正
確にかつ自動的に検出することができ、研削時の加工開
始位置も正確に決定し得る。

【００１９】また、砥石車の先端位置検出時は、レーザ
ビームがスキャンしている範囲内に砥石車の先端部を挿
入するだけで検出可能となるため、その位置検出を短時
間で簡便に行うことができる。さらにまた、従来のよう
に砥石車をワークなどに接触させて位置決めする方法に
比べ砥石車を破損させる危険も少なくなるという利点が
ある。

【００２０】なお、本発明は、上記実施例に示す構成の
ものに限定されず、請求項に記載した範囲を逸脱しない
限り種々変形し得る。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、非
接触の計測手段により加工具の先端と基準点間の距離を
計測し、計測手段側を移動することにより計測距離が最
小となる値を求め、これにより加工具の刃先位置を検出
するようにしたので、加工具の刃先位置を加工条件下で
かつ非接触で自動的に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における加工具の刃先位置検出装置のク
レーム対応図である。

【図２】本発明の刃先検出装置を適用した一実施例を示
す研削盤の概略構成図である。

【図３】図２の右側面図である。

【図４】本実施例における送り制御装置のブロック図で
ある。

【図５】本実施例における動作手順を示すフローチャー
トである。

【図６】本実施例における動作説明図である。

【図７】従来の砥石先端の位置決め方法を示す説明図で
ある。

【図８】従来の砥石位置決めの説明図である。

【符号の説明】

１０研削盤１１Ｙ軸テーブル１２サーボモータ１３Ｘ軸テーブル１４サーボモータ１５砥石車１６砥石台１７サーボモータ１９ワーク２０レーザスキャンマイクロメータ２０ａレーザ発生部２０ｂ光検出素子２２基準片２３数値制御装置２４ＣＰＵ２５記憶装置１００移動体１１０加工具１２０計測手段１３０制御手段

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【手続補正書】

【提出日】平成３年３月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００１】

【産業上の技術分野】本発明は、特に研削加工に使用さ
れる加工具の刃先位置検出装置に関する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】次のステップＳ３では、Ｙ軸テーブル１１
をＹ軸方向に往復動させながら、砥石車１５の先端と基
準片２２間の距離ｘを検出する。そして、次のステップ
Ｓ４において、ｘの最小値を検出する。以下、砥石車１
５の最下点（研削点）の最小値を検出するための動作に
ついて詳述する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動体上のワークに対し切り込み方向に
移動する加工具と、前記移動体上に設置され、前記加工
具に対し光を照射することにより基準点から加工具の刃
先までの距離を計測する非接触計測手段と、前記非接触
計測手段に計測された距離が最小になるように前記移動
体を移動制御する制御手段とを備えたことを特徴とする
加工具の刃先位置検出装置。