JPH0691489A - 非円形加工物の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非円形加工物を機上にて計測し、計測した誤
差を基に加工用プログラムを補正して加工精度の向上を
計る。 【構成】 砥石台３上前側砥石１５寄り位置に固着され
た回転アクチュエータ１８により待機位置と計測位置と
に旋回可能に検出器２１を設け、加工用プログラムによ
る創成加工のあと、検出器２１を計測位置に割出し、検
出器２１の測定範囲が測定用加工プログラムのＸ軸スト
ローク量より小さいとき、主軸６の回転に対して砥石台
のＸ軸移動を同期させて誤差を測定し、測定した誤差デ
ータを基に加工用プログラムを補正する。また測定範囲
がＸ軸ストローク量より大きい場合には砥石台を停止し
た状態で主軸を回転して測定を行い、測定用プログラム
のＸ／Ｃ軸データとの差を求めて誤差データを作って、
補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は加工機上において創成加
工の終わった非円形加工物を測定する方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、カム等非円形加工物の測定は、恒
温室等振動の少ない温度管理された室に設置されている
図８に示すような円筒座標型三次元測定器で行ってお
り、測定に当たってワークテーブル１０１上に非円形加
工物Ｗを同心に載置して、検出器１０２先端のプローブ
１０３の径を考慮して作られた割出角度に対するプロー
ブのＸ軸位置データを入力して測定を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた円
筒座標型三次元測定器を用いて非円形加工物を測定する
方法は、測定が面倒で時間がかかり、加工誤差がその場
で測定できないため、誤差を補正することができないと
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
とするところは創成加工の直後に機上で測定可能で、そ
の場で誤差の補正を行うことのできる非円形加工物の測
定方法を提供しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明における非円形加工物の測定方法は、非円形加
工物の加工機上における測定方法であって、予め記憶す
る加工用プログラムによる創成加工のあと、砥石台又は
刃物台に設けた検出器を待機位置から計測位置に割出
し、前記検出器の測定範囲と予め記憶する測定用プログ
ラムのＸ軸ストローク量とを比較して前記測定器の測定
範囲のみでは測定できないとき、前記測定用プログラム
により前記加工物の回転に対して、前記砥石台又は刃物
台のＸ軸移動を同期させて誤差を計測し、計測により求
めた誤差データを基に前記加工用プログラムの補正を行
うものである。

【０００５】

【作用】非円形加工物の創成加工が終わったあと、測定
用プログラムのＸ軸ストローク量と検出器の測定範囲と
を比較して、測定範囲の方が小さくて測定できないと
き、測定用プログラムにより主軸回転に対して砥石台又
は刃物台のＸ軸移動を同期させて計測を行い、求めた誤
差データを基に加工用プログラムのＸ／Ｃ軸データの補
正を行う。また測定範囲がＸ軸ストローク量より大きく
測定可能なときは、砥石台を測定可能な位置に固定して
形状を測定し、測定データと計測用プログラムの主軸回
転に対するＸ軸位置のデータ（以下Ｘ／Ｃ軸データと呼
ぶ）とを比較して誤差データを求め、求めた誤差データ
を基に加工プログラムのＸ／Ｃ軸データの補正を行う。

【０００６】

【実施例】以下本実施例について図１〜図７を参照して
説明する。図１の円筒研削盤において、ベッド１上前側
に設けられたＺ軸方向の案内上にテーブル２が移動位置
決め可能に載置され、ベッド１上後側に設けられたＸ軸
方向の案内上に砥石台３が移動可能に載置されており、
砥石台３はベッドに固着のＸ軸モータ９によりボールね
じ１１を介して移動位置決めされる。テーブル２上には
主軸台４と心押台５がそれぞれ位置移動可能に取付けら
れており、主軸台４に主軸６が回転可能に軸承されてい
る。主軸６の先端にセンタ７が着脱可能に装着されてお
り、主軸６は主軸台に固着のＣ軸モータ８により駆動さ
れる。心押台５には心押軸１２が軸方向移動可能に支持
されており、心押軸１２の先端にセンタ１３が着脱可能
に装着されている。一方砥石台３には砥石軸１４が回転
可能に支持されており、砥石軸１４の左端に砥石１５が
着脱可能に取付けられている。砥石軸１４は砥石台３上
に固着の砥石モータ１６によりベルト１７を介して駆動
される。

【０００７】砥石台３上前側砥石寄り位置には図２，図
３に示すように流体圧駆動の回転アクチュエータ１８が
固着されており、回転アクチュエータ１８の出力軸にＬ
型の旋回アーム１９の後端が固着されている。旋回アー
ム１９の先端に検出器２１が取付けられており、検出器
２１は例えば（株）ミツトヨ製ＭＣＨ−３３６型又はＭ
ＣＨＰ３４１型等市販のものを使用することができる。
このものは先端プローブ２１ａの有効移動量（測定範
囲）が±５．０ｍｍ又は±２．５ｍｍで、一般に測定範
囲が小さい程軽量かつ小型で最小読み取り値が小さく測
定精度が良くなるため、目的に合わせて選択する。更に
砥石台３の前面には旋回アーム１９の、計測位置決める
ストッパ２２が取付けられており、検出器２１は回転ア
クチュエータ１８により図２で仮想線で示す上側の待機
位置と前側の計測位置とに割出されるようになってい
る。

【０００８】更に主軸台４の砥石台３寄りの側面には図
４に示すように基準座２３が設けられており、この基準
座２３の端面と主軸軸心までのＸ軸距離Ｘ０が正確に測
定されてＮＣ装置内に記憶されている。図６はＮＣ制御
システムのブロック線図で、２５は外部入力用キーボー
ド。２６は入出力インタフエイスである。リフトデータ
記憶部２７は、加工物Ｗのリフトデータを記憶する部
分。砥石径記憶部２８は、砥石１５の径を記憶する部
分。加工用Ｘ／Ｃ軸データ演算部２９は、リフトデータ
から砥石径を考慮して加工Ｘ／Ｃ軸データを求める部
分。加工用Ｘ／Ｃ軸データ記憶部３０は、求めた加工用
Ｘ／Ｃ軸データを記憶する部分である。

【０００９】Ｃ軸加工基準位置演算部３１は、検出器２
１により検出した工作物の最大リフト又は最大リフトが
ある角度続くときはその中央のＣ軸加工基準位置を求め
る部分。Ｃ軸加工開始位置記憶部３２は、Ｃ軸加工基準
位置から加工開始点までの角度を考慮してＣ軸加工開始
位置を求めて記憶する部分である。プローブ径記憶部３
３は、検出器２１のプローブ２１ａの径を記憶する部
分。測定用Ｘ／Ｃ軸データ演算部３４は、リフトデータ
からプローブ径を考慮して測定用Ｘ／Ｃ軸データを求め
る部分。測定用Ｘ／Ｃ軸データ記憶部３５は、求めた測
定用Ｘ／Ｃ軸データを記憶する部分である。

【００１０】センサ信号変換部３６は検出器２１からの
信号を測定値に変換する部分。測定データ記憶部３７
は、測定したデータを記憶する部分。形状誤差演算部３
８は、測定データから形状誤差を求める部分。形状誤差
記憶部３９は、求めた形状誤差を記憶する部分である。
加工プログラム記憶部４１は、加工用Ｘ／Ｃ軸データの
数値を取り込んだ加工プログラムを記憶する部分。誤差
補正部４２は、形状誤差の補正を行う部分。測定方法判
定部４３は、検出器２１の測定範囲と最大リフト差を比
較して測定方法を測定する部分。ドライブユニット４４
は、Ｘ軸サーボモータ９及びＣ軸モータ８を駆動する部
分である。

【００１１】続いて本実施例の作用について説明する。
両センタ７，１３間に非円形加工物Ｗを支持し、検出器
２１を計測位置に割出し、加工物Ｗの最大径にプローブ
２１ａが当接可能な位置に砥石台３をＸ軸位置決めし
て、主軸６を回転させ工作物Ｗの最大径部にプローブが
当接したときの出力信号を読み取り、図６に示すように
最大径部の頂点（最大径がある角度続く場合はその中
央）を求めてＣ軸基準位置とし、これより所定角度離れ
たＣ軸加工開始位置を求めて記憶する。次いで砥石径を
考慮した加工用Ｘ／Ｃ軸データを取り込んだ加工プログ
ラムにより創成加工を行い、加工後に加工物Ｗの測定を
行う。

【００１２】この加工物の測定方法を図７のフローチャ
ートの順に従って説明する。ステップＳ１において、図
４に示すようにプローブ２１ａを主軸台４の基準座２３
に接触させて計測したＸ軸距離を、予め記憶する主軸の
回転中心から基準座までの距離Ｘ０とを比較して誤差を
求め、熱変位等によるこの誤差を補正により除いて、正
確な加工物の絶対寸法を測定できるようにする。次いで
ステップＳ２において、測定用Ｘ／Ｃ軸データからＸ軸
の移動ストローク量を読み出し、検出器２１の測定範囲
と比較して、移動ストローク量が検出器２１の測定範囲
内かが確認され、ＮＯの場合はステップＳ３において、
プローブ径を考慮した測定用Ｘ／Ｃ軸データを読み出
し、主軸６の回転と砥石台３の同期移動で加工物Ｗを測
定し、ステップＳ４において、検出器２１の出力信号を
加工物Ｗの誤差データとし記憶する。

【００１３】またステップＳ２において、ＹＥＳの場合
には、ステップＳ５において、砥石台３を所定測定位置
で停止し、主軸６を回転させて加工物Ｗを測定し、測定
データを記憶する。次いでステップＳ６において、測定
用Ｘ／Ｃ軸データと測定データとの差を求めて誤差デー
タとして記憶する。次いでステップＳ７において、ステ
ップＳ４で記憶した誤差データ又はステップＳ６で記憶
した誤差データを基に加工用Ｘ／Ｃ軸データに対する補
正値データを求めて補正を行う。尚、本実施例は研削加
工の場合の測定方法において説明したが、旋盤等他の工
作機械による非円形加工物の創成加工の場合の測定にも
適用可能な方法であることは勿論である。

【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。検出器を砥石台又は刃
物台に設けて測定用プログラムのＸ軸ストローク量が検
出器の測定範囲より大きいとき、プローブ径を考慮した
測定用プログラムにより加工物の回転に同期させて砥石
台又は刃物台のＸ軸移動をして誤差を測定し、求めた誤
差データを基に加工用プログラムの補正を行うようにし
たので、検出器の測定範囲に制限されることなくあらゆ
る非円形加工物の測定が可能となり、軽量かつ小型の検
出器で比較的リフト変化量の大きい加工物の測定が機上
においてその場で行うことができるようになる。また測
定した誤差データを基に加工用プログラムのＸ／Ｃ軸デ
ータの自動補正を行うようにしたので安定した加工形状
を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の非円形加工物測定装置を取付けた円
筒研削盤の上視図である。

【図２】砥石台上に取付けられた検出装置の側面図であ
る。

【図３】図２の上視図である。

【図４】主軸台に取付けられた基準座による検出機のＸ
軸位置検出の状態を表す説明図である。

【図５】加工物のＣ軸基準位置と加工開始位置の関係の
説明図である。

【図６】本実施例の制御システムのブロック線図であ
る。

【図７】本実施例の作用説明用フローチャート図であ
る。

【図８】従来の非円形加工物の形状測定に使用する円筒
座標三次元測定装置の姿図である。

【符号の説明】

１ ベッド ３ 砥石台 ４ 主軸台 ５ 心押台 ６ 主軸 ８ Ｃ軸モータ ９ Ｘ軸モータ １５ 砥石 １９ 旋回アーム ２１ 検出器 Ｗ 非円形加工物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉村 辰浩 愛知県丹羽郡大口町下小口五丁目25番地の １ オークマ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非円形加工物の加工機上における測定方
   法であって、予め記憶する加工用プログラムによる創成
   加工のあと、砥石台又は刃物台に設けた検出器を待機位
   置から計測位置に割出し、前記検出器の測定範囲と予め
   記憶する測定用プログラムのＸ軸ストローク量とを比較
   して前記測定器の測定範囲のみでは測定できないとき、
   前記測定用プログラムにより前記加工物の回転に対して
   前記砥石台又は刃物台のＸ軸移動を同期させて誤差を計
   測し、計測により求めた誤差データを基に前記加工用プ
   ログラムの補正を行うことを特徴とする非円形加工物の
   測定方法。