JPH05301146A

JPH05301146A - 自動定寸装置

Info

Publication number: JPH05301146A
Application number: JP15203591A
Authority: JP
Inventors: Noboru Takahashi; 登高橋
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1991-06-24
Filing date: 1991-06-24
Publication date: 1993-11-16

Abstract

(57)【要約】【目的】工作機械により切削加工するとき、ワークの
寸法が規定寸法に達した時点で加工を自動的に終了させ
る。このとき、切り屑などの影響による加工誤差の発生
を防ぐ。【構成】ワーク14の切削加工時の振動を検出して、フ
ーリエ変換により振動数分布を求める。この振動数分布
は、切削の進行に伴い変化していく。測定された振動数
分布を前記規定寸法に対応する加工終了条件振動数分布
と比較して、両振動数分布が一致したら、加工を終了さ
せる。【効果】ワーク14に対し非接触でその寸法に関する情
報を得られる。したがって、切り屑などの影響を受けな
いで済む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械により切削加
工などを行うときワークの寸法が規定寸法に達した時点
で加工を自動的に終了させる自動定寸装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、工作機械により切削加工など
を行うときワークの寸法が規定寸法に達した時点で加工
を自動的に終了させる自動定寸装置が知られている。従
来の自動定寸装置は、図６に示すように、フレーム１
に、図示上下方向へ開閉自在の２本の接触子２を閉じ方
向へ付勢して支持し、この接触子２と連動する可変抵抗
を増幅器３に接続した構成になっている。そして、前記
２本の接触子２の間にワーク５を挟んで切削加工を行う
とき、このワーク５の径が次第に小さくなっていくのに
伴い、接触子２と連動する可変抵抗の抵抗値が変化す
る。この抵抗値については、ワーク５の規定の径に対応
する規定抵抗値が予め増幅器３に設定されており、この
増幅器３は、接触子２と連動する可変抵抗から入力され
た抵抗値が前記規定抵抗値に近付くように、工作機械に
おける切削用バイトなどの送りを調整する。そして、可
変抵抗から入力された抵抗値が規定抵抗値と一致した時
点で、ワーク５の径が規定の径になったものとして、加
工が終了となる。なお、前記規定抵抗値の設定に際して
は、予め正確に規定の径に加工したマスターワークを接
触子２間に挟んで抵抗値を測定する。このとき、マスタ
ーワークによる０補正の必要性がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の自
動定寸装置では、ワーク５に直接接触する接触子２を用
いているため、削り屑がワーク５と接触子２との間に詰
まることなどにより、測定違いが生じやすく、加工誤差
が生じやすいという問題点があった。本発明は、このよ
うな問題点を解決しようとするもので、加工誤差が生じ
にくく、正確な加工を可能とできる自動定寸装置を提供
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の自動定寸装置は、工作機械により切削加工
を行うときワークの寸法が規定寸法に達した時点で加工
を自動的に終了させる自動定寸装置において、前記規定
寸法に対応する加工終了条件振動状態を記憶した記憶手
段と、ワークの加工時の振動状態を測定する振動測定手
段と、この振動測定手段により測定されたワークの加工
時の振動状態が前記加工終了条件振動状態に一致したと
き加工を終了させる加工制御手段とを備えたものであ
る。

【０００５】

【作用】前記構成により、工作機械によるワークの切削
加工前に、このワークについての規定寸法に対応する加
工終了条件振動状態を記憶手段に予め記憶させておく。
ワークの加工時の振動状態は、切削の進行に伴い刻々と
変化していくが、振動測定手段によりワークの加工時の
振動状態が時間の経過とともに次々に測定されていく。
そして、振動測定手段により測定されたワークの加工時
の振動状態が加工終了条件振動状態に一致したとき、ワ
ークの寸法が規定寸法に達したものとして、加工制御手
段が加工を自動的に終了させる。このような振動状態の
測定による自動定寸においては、ワークに対し非接触で
その寸法に関する情報を得られるため、切り屑などの影
響を受けることなく、的確な自動定寸を行える。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図を用いて詳細
に説明する。図１ないし図５は、本発明の一実施例を示
すもので、図４において、11は送り台で、この送り台11
は、図示しない送り装置により、少なくとも図示水平方
向および上下方向に移動するものである。そして、前記
送り台11には、切削用のバイト12が着脱自在に取り付け
られる。また、13はチャックで、このチャック13は、ワ
ーク14を着脱自在に保持するものであり、図示しないチ
ャック駆動機構により回転駆動されるものである。そし
て、前記工作機械には、この工作機械の一部およびワー
ク14を含む振動系15の振動を検出するための圧電素子あ
るいは加速度計などからなる振動検出子16が設けられて
いるが、この振動検出子16は、ワーク14に対して完全に
非接触である。

【０００７】つぎに、工作機械により切削加工を行うと
きワーク14の寸法が規定寸法に達した時点で加工を自動
的に終了させる自動定寸装置の構成を図１に基づいて説
明する。同図において、14は前記ワーク、21は前記送り
装置およびチャック駆動機構などの工作駆動部である。
これらワーク14および工作駆動部21からなる振動系15の
振動を検出するための前記振動検出子16は、増幅器22お
よび図示しないＡ／Ｄ変換器などを介して、ＦＦＴアナ
ライザー24に接続されている。そして、これら振動検出
子16およびＦＦＴアナライザー24などにより、ワーク14
の加工時の振動状態として振動数分布を測定する振動測
定手段25が構成されている。また、前記ＦＦＴアナライ
ザー24は、前記コンピューター23の記憶手段26に接続さ
れているとともに、表示手段27に接続されている。これ
とともに、前記ＦＦＴアナライザー24は、前記コンピュ
ーター23がソフトウェア上の機能として備えている加工
制御手段28に接続されており、この加工制御手段28が前
記工作駆動部21に接続されている。前記ＦＦＴアナライ
ザー24は、振動検出子16により検出された加工時の振動
系15の振動の一定時間内のサンプリングデータに対して
高速フーリエ変換を行い、振動数分布を求めるものであ
る。また、前記記憶手段26は、前記規定寸法に対応する
加工終了条件振動数分布あるいはこれから割り出される
固有振動数などを記憶するものである。さらに、前記加
工制御手段28は、測定された加工時の振動系15の振動数
分布が前記加工終了条件振動数分布にほぼ一致したと
き、あるいは、両振動数分布からそれぞれ割り出された
固有振動数が一致したとき、工作駆動部21に加工を終了
させるものである。

【０００８】つぎに、前記構成についてその作用を説明
する。工作機械によるワーク14の切削加工時には、図４
に示すように、チャック13により保持されたワーク14が
回転するとともに、送り台11により保持されたバイト12
が図示水平方向および上下方向に移動して、例えば、ワ
ーク14に径小部が形成される。このような切削加工時に
おいては、ワーク14の形状が、図４に鎖線で示す最初の
状態から実線で示す加工終了時の状態まで次第に変化し
ていくため、ワーク14自体の固有振動数が次第に変化し
ていく。したがって、ワーク14および工作機械の一部を
含む振動系15の振動数分布も切削の進行に伴い刻々と変
化していく。本実施例においては、この時間の経過に伴
う振動数分布の変化を利用して自動定寸を行う。つぎ
に、この自動定寸について説明する。まず、図２のフロ
ーチャートに示すように、チャック13にワーク14を装着
していない状態で、工作機械に加工動作を行わせ、ワー
ク14を除いた振動系15の振動数分布を測定する（ステッ
プS1）。つぎに、予め正確に規定の径の径小部を形成し
たマスターワークをチャック13に装着して、振動系15の
振動数分布を測定する（ステップS2）。そして、このマ
スターワークによる振動系15の振動数分布にワーク14を
除いた振動系15の振動数分布を勘案して、加工終了条件
振動数分布あるいはこれから割り出される固有振動数を
求め、これを記憶手段26に記憶させる（ステップS3）。
前記加工終了条件振動数分布は、この加工終了条件振動
数分布に切削加工時の振動系15の振動数分布が一致した
ならば、ワーク14に正確に規定の径の径小部が形成され
るものである。なお、様々な形状に切削加工される各種
ワーク14に対してそれぞれ加工終了条件振動数分布を求
めて記憶しておき、各種ワーク14の切削加工時には、そ
れに対応した加工終了条件振動数分布を利用するように
するとよい。そして、図３のフローチャートに示すよう
に、ワーク14の切削加工時には、加工が始まる（ステッ
プS11 ）と、ワーク14を含む振動系15の振動数分布が測
定され（ステップS12 ）、この振動数分布と加工終了条
件振動数分布との比較が行われる（ステップS13 ）。あ
るいは、測定された振動数分布から割り出される固有振
動数と加工終了条件振動数分布から割り出される固有振
動数とが比較される。そして、測定された振動数分布と
加工終了条件振動数分布とがまだ一致していないなら
ば、加工が続行される（ステップS14 ）とともに、測定
が繰り返される。一方、測定された振動数分布が加工終
了条件振動数分布にほぼ一致したならば、あるいは、両
振動数分布からそれぞれ割り出される固有振動数が一致
したならば、ワーク14の径小部の径が所定の径になった
ものとして、加工が自動的に終了する（ステップS15
）。すなわち、図５に示すように、実線で示す測定さ
れた振動数分布は、加工初期には破線で示す加工終了条
件振動数分布から大きく外れているが、次第に加工終了
条件振動数分布に近付いていき、加工終了時には加工終
了条件振動数分布にほぼ一致する。なお、両振動数分布
は、表示手段27により表示される。

【０００９】以上のように、前記実施例においては、切
削加工中のワーク14に全く非接触で測定される振動数分
布から、ワーク14の径寸法に関する情報を得て、自動定
寸を行うので、切り屑などの影響を受けることなく、的
確な自動定寸を行える。すなわち、加工誤差が生じにく
く、正確な加工を行える。逆に、加工終了時に測定され
た振動数分布が加工終了条件振動数分布と違えば、何ら
かの原因で、誤加工が生じたことが明確にわかる。ま
た、Ａ／Ｄ変換され記憶手段26に記憶された加工終了条
件振動数分布は、保存が可能である。

【００１０】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
ワーク14の切削加工後の形状は、図示のものに限らず、
種々のものが可能である。また、前記実施例では、バイ
ト12による切削加工を例に採って説明したが、それ以外
の切削加工などにも本発明を適用できる。さらに、前記
実施例では、振動データをフーリエ変換して得られる振
動数分布に基づいて判定を行ったが、それに限るもので
はない。

【００１１】

【発明の効果】本発明は、工作機械により切削加工を行
うときワークの寸法が規定寸法に達した時点で加工を自
動的に終了させる自動定寸装置において、前記規定寸法
に対応する加工終了条件振動状態を記憶した記憶手段
と、ワークの加工時の振動状態を測定する振動測定手段
と、この振動測定手段により測定されたワークの加工時
の振動状態が前記加工終了条件振動状態に一致したとき
加工を終了させる加工制御手段とを備えているので、ワ
ークに対し非接触でその寸法に関する情報を得られるこ
とにより、切り屑などの影響を受けることなく、的確な
自動定寸を行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す自動定寸装置のブロッ
ク図である。

【図２】本発明の一実施例を示すフローチャートであ
る。

【図３】本発明の一実施例を示すフローチャートであ
る。

【図４】本発明の一実施例を示す工作機械の説明図であ
る。

【図５】本発明の一実施例を示す振動数分布のグラフで
ある。

【図６】従来例を示す自動定寸装置の説明図である。

【符号の説明】

14 ワーク 25 振動測定手段 26 記憶手段 28 加工制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工作機械により切削加工を行うときワー
クの寸法が規定寸法に達した時点で加工を自動的に終了
させる自動定寸装置において、前記規定寸法に対応する
加工終了条件振動状態を記憶した記憶手段と、ワークの
加工時の振動状態を測定する振動測定手段と、この振動
測定手段により測定されたワークの加工時の振動状態が
前記加工終了条件振動状態に一致したとき加工を終了さ
せる加工制御手段とを備えたことを特徴とする自動定寸
装置。