JPH07227740A - 刃具によるワーク位置検出方法 - Google Patents

刃具によるワーク位置検出方法

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JPH07227740A
JPH07227740A JP1909194A JP1909194A JPH07227740A JP H07227740 A JPH07227740 A JP H07227740A JP 1909194 A JP1909194 A JP 1909194A JP 1909194 A JP1909194 A JP 1909194A JP H07227740 A JPH07227740 A JP H07227740A
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JP
Japan
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cutting tool
work
contact
command pulse
rotation
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Pending
Application number
JP1909194A
Other languages
English (en)
Inventor
Noriyuki Suzuki
則行 鈴木
Masaki Sakai
正樹 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Publication date
Application filed by Suzuki Motor Corp filed Critical Suzuki Motor Corp
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Publication of JPH07227740A publication Critical patent/JPH07227740A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 刃具が真円でない場合でも、高い精度でのワ
ークの位置検出を可能にする。 【構成】 金属製の刃具7を使用し、該刃具自体を回転
させた状態にてコントローラが所定間隔をもって出力す
る指令パルス信号に基き刃具7をワーク9の方向へ移動
させてワーク9に接触させ、この接触状態にて得られる
電気的変化を位置信号として捉えて刃具7とワーク9と
の接触点の位置を検出し、前記指令パルス信号の所定間
隔よりも刃具7の回転周期を短くし、ワーク加工時にお
ける刃具7の回転方向に対し、ワーク位置検出時におけ
る刃具7の回転方向を反対とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、刃具によるワーク位置
検出方法に関し、加工機によって加工する前にワークの
位相ずれや形状ずれを検出するためのものである。
【0002】
【従来の技術】従来におけるこの種のワーク位置検出方
法は、図16に示すように、ロータリ型の刃具を静止さ
せた状態にてワークに接触させ、該ワークの位置ずれや
形状ずれを検出するものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来のワーク位
置検出方法では、図16に示すように、刃具Cを静止さ
せた状態にてワークWに接触させて測定し検出するの
で、図17において、実線で示す刃具Cの外形が二点鎖
線で示す仮想真円Sに対し凹凸がある場合に、図17
(A)に示す刃具Cの回転停止位置の外径が大きい箇所
と、図17(B)に示す外径が小さい箇所とでは、測定
結果にかなりの誤差が生じてしまい、加工精度が上がら
ないという欠点があった。
【0004】本発明は、このような従来の欠点にかんが
みなされものであって、刃具が真円でない場合でも、高
い精度でワークの位置検出と均一な加工を行うことがで
きる刃具によるワーク位置検出方法を提供することを目
的とする。
【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、請求項1に記載の本発明の要旨は、金属製の刃具を
使用し、該刃具自体を回転させた状態にてコントローラ
が所定間隔をもって出力する指令パルス信号に基き該刃
具をワークの方向へ移動させてワークに接触させ、この
接触状態にて得られる電気的変化を位置信号として捉え
て該刃具とワークとの接触点の位置を検出し、前記指令
パルス信号の所定間隔よりも前記刃具の回転周期を短く
したことを特徴とする刃具によるワーク位置検出方法に
あり、請求項2に記載の本発明の要旨は、ワーク加工時
における刃具の回転方向に対し、ワーク位置検出時にお
ける刃具の回転方向を反対としたことを特徴とする請求
項1に記載の刃具によるワーク位置検出方法にある。
【0006】
【作用】請求項1に記載の本発明は、金属製の刃具自体
を回転させた状態にてコントローラが所定間隔をもって
出力する指令パルス信号に基き該刃具をワークの方向へ
移動させてワークに接触させ、この接触状態にて得られ
る電気的変化を位置信号として捉えて刃具とワークとの
接触点の位置を検出し、前記指令パルス信号の所定間隔
よりも前記刃具の回転周期を短くしたことにより、指令
パルス信号の所定間隔内に刃具が1回以上回転して、刃
具の外径が最も大きい箇所が必ずワークに接触するの
で、刃具が真円でない場合にあっても、高い精度でのワ
ークの位置検出を可能ならしめる。また、請求項2に記
載の本発明は、ワーク加工時における刃具の回転方向に
対し、ワーク位置検出時における刃具の回転方向を反対
としたことにより、位置検出時にワークを削ってしまう
ことを確実に防ぎ、位置検出の高い精度維持を可能にす
る。
【0007】
【実施例】本発明の実施例について、シリンダを加工対
象とし、シリンダポートの面取加工を行う場合を例とし
て、図面を参照しながら詳細に説明する。図1はこの実
施例に係る刃具によるワーク位置検出方法に使用する加
工機を示す正面図である。加工機1は、水平なY軸方向
に沿って移動自在な第1のスライダ2と、この第1のス
ライダ2に装着され鉛直なZ軸方向に沿って移動自在な
第2のスライダ3と、第2のスライダ3の下端に絶縁材
4を介して装着した金属製の加工ヘッド5と、図示しな
いコントローラ等とを備え、加工ヘッド5のスピンドル
5aに金属製ロータリ型の面取加工用刃具7がその柄7
aを介して取付けてられている。
【0008】また、この加工機1は、Y軸及びZ軸に垂
直なX軸方向にも刃具7を移動させる機構を備え、加工
ヘッド5の下方に設けた治具8が鉛直方向に沿ったC軸
を中心にして回転し、該治具8によってワークであるシ
リンダ9を回転自在に保持する。
【0009】加工ヘッド5は、図2に示すように、導線
10によりコンパレータ11の反転端子11aに接続し
てあり、シリンダ9は治具8を介して接地してある。コ
ンパレータ11は、非反転端子11bを可変抵抗15に
接続し、抵抗16を介して反転端子11aを24Vの定
圧電源17に接続し、出力端子11cに所定電圧Vccが
印荷されており、可変抵抗15の一端を24Vの定圧電
源17に接続してあって、比較回路を形成している。
【0010】刃具7は、面取加工時における正回転と、
ワーク位置検出時における図3に示す逆回転との切換自
在に柄7aを介して加工ヘッド5に取付けられ、図4に
示すような指令パルス信号Pが図示しないコントローラ
から出力される毎に、シリンダポート14の方向へ移動
する。この実施例の場合、刃具7の逆回転数は、1秒間
に200回、1分間に12000回である。即ち、刃具
7は5ms(ミリセカンド)の所定回転周期で1回転す
る。指令パルス信号Pは、パルスサイクルの最小値が検
出精度等により制約されるので、パルスサイクルを毎秒
130とすると、7.7ms の所定間隔にて出力される。こ
のように、刃具7の回転周期が指令パルス信号Pの所定
間隔よりも短くなるように設定されている。
【0011】また、刃具7とシリンダ9との相対移動
は、ボールネジによって行われ、例えば、ボールネジの
リードが20mm、その1回転当たりのパルス数を300
0と設定した場合、1つの指令パルス信号P当たりの移
動量が0.0067mmとなる。刃具7がシリンダ9に接触する
直前において、指令パルス信号Pが発せられてからその
次の指令パルス信号Pが発せられまでの間に、刃具7が
必ず1回以上回転し、その間に、刃具7の外径の最大箇
所が高い確率にて接触することになる。
【0012】そして、刃具7がシリンダ9に接触する
と、電気的に導通が与えられ、通電により、図5に示す
ように、出力信号の変化が得られる。このときの刃具7
とシリンダポート14との接触点の位置は、刃具7がロ
ータリ型であることから、数学的計算により算定され、
Y軸、Z軸及びC軸に関する座標値として検出される。
万が一検出されない場合に備え、刃具7が破損するのを
防止するために、Y、Z、Cの各軸についての駆動用サ
ーボモータに電流センサやトルクセンサを付けて監視さ
れる。
【0013】上記加工機1により、2サイクルエンジン
用シリンダポート14の面取加工対象部の加工を行う場
合の刃具によるワーク位置検出方法の実施例について説
明する。この方法では、前提として刃具7は、Y方向移
動時に、その中心が必ずシリンダ9のボア9b中心を通
るものとする。 シリンダ9の内径Dを測定する。具体的には、シリ
ンダ9内まで刃具7を手動操作によって移動させ、図6
に示すように、自動的にシリンダ9を回転させ、180
度の角度間隔を置いてボア9bの2点について測定し位
置を求める。シリンダ9の内径Dを測定し、この測定結
果によって、径方向の位置をコントローラに与えること
ができるのである。 手動操作にて、図7に示すように、シリンダポート
14の中心付近へ刃具7を移動させ(あくまでポート1
4の中心付近でよい。)、手動によりコーナー部分Rの
曲率半径r等に関するデータをキー入力する。 シリンダ9の内径データを利用して、図8に示すよ
うに、自動的に刃具7をシリンダポート14に接近さ
せ、シリンダポート14への刃具7の所定入り込み量α
の位置まで移動させる。 図9に示すように、所定の入り込み量αを保持しつ
つ刃具7を上下に移動させ、シリンダポート14の上辺
14a及び下辺14bに刃具7を接触させた状態にし
て、シリンダポート14の縦方向の大きさを測定する。
この時の測定点は、図11に示す横方向の中間位置にお
ける上下のA点及びB点である。
【0014】 図10に示すように、シリンダポート
14の左辺14c及び右辺14dに刃具7を接触させ、
横方向の大きさを測定する。 上記におけるデータ及びにおけるコーナー部分
Rに関する入力値より、図11において、左辺14cか
ら曲率半径r分だけ右へ寄った上下の点ア及び点ウと、
右辺14dからr分だけ左へ寄った上下の点イ及び点エ
とにおける位置を測定する。 Z方向における、A点の位置と点アの位置と点イの
位置とがほぼ等しいならば、上辺14aは直線、そうで
なく差が数mmを越えれば、上辺14aは円弧として処
理する。下辺14bについてもこれと同様に、B点の位
置と点ウの位置と点エの位置とがほぼ等しいならば、下
辺14bは直線、そうでなければ、下辺14bは円弧と
して処理する。 上記測定結果に基づき、面取加工作業用基準データ
作成のためのデータ処理を加工機1内のコントローラが
計算して行う。
【0015】上記A点及びB点、点イ〜エ等の各点と
は、シリンダポート14の角と刃具7とが接した位置に
おけるY,Z,Cの各軸に関してコントローラへ与える
座標値であって、シリンダポート14の実際の点や刃具
7の位置を示すものではない。刃具7の上記入り込み量
αは、測定点の精度を良くするために決めるものであっ
て、この実施例の場合、0.5としているが、ボア9b
の内径Dや刃具7の径により適宜変更される。
【0016】面取加工作業用の基準データ作成のデータ
処理は次のようにして行う。ここで、図12に示すよう
に、シリンダポート14の上辺14a及び下辺14bに
おける位置データをそれぞれZ1 及びZ2 とし、左辺1
4c及び右辺14dの位置データをそれぞれC1 及びC
2 とする。 (1) シリンダポート14の上辺及び下辺が直線の場
合、図13において、シリンダポートの下辺14bと右
辺14dとのコーナー部分の点P1 及びP2 として
(D,Z2 ,C2 −r)及び(D,Z2 −r,C2 )を
それぞれ与え、上辺14aと右辺14dとのコーナー部
分の点P3 及びP4 として(D,Z1 +r,C2 )及び
(D,Z1 ,C2 −r)をそれぞれ与え、上辺14aと
左辺14cとのコーナー部分の点P5 及びP6 として
(D,Z1 ,C1 +r)及び(D,Z1+r,C1 )を
それぞれ与え、下辺14bと左辺14cとのコーナー部
分の点P 7 及びP8 としてそれぞれ(D,Z2 −r,C
1 )及び(D,Z2 ,C1 +r)を与える。 (2) シリンダポート14の上辺及び下辺が円弧の場
合には、P4 及びP5の代わりに上記において得られ
た点イ及び点アのデータを使い、P8 及びP1の代わり
に点ウ及び点エのデータを使う。また、これら以外に、
上辺14a及び下辺14bの円弧の曲率中心点(YC
C ,CC )が与えられる。図14に示すように、上辺
14a及び下辺14bの曲率中心点(YC ,ZC
C )はそれぞれ(点ア,点イ,Z1 )及び(点ウ,点
エ,Z2 )の各3点のデータから数学的に算出する。
【0017】図15は、本発明の実施例に係る加工機を
使用して面取加工を行う作業手順の説明用ブロック図で
ある。上述のような位置データをメモリ内に保存し、実
際の面取加工の場合、ブロックB1 の加工データの教示
入力において、上述の如く面取加工作業用の基準データ
を作成し、ブロックB2 のセンシングにおいて、加工対
象であるシリンダポート14と基準データとのずれを検
出し、ブロックB3の面取加工において、データのずれ
を補正して面取加工を行う。面取加工の結果がブロック
2 のセンシングの入力側へフィードバックされる。
【0018】なお、本発明は、上記実施例によって限定
されるものではなく、その要旨から逸脱しない範囲で種
々の変形が可能である。例えば、シリンダ以外のワーク
を加工対象とすることもでき、面取加工に代えて内径、
各面等の加工にも適用でき、加工時のみならずティーチ
ングにも適用可能である。
【0019】
【発明の効果】請求項1に記載の本発明は、金属製の刃
具自体を回転させた状態にてコントローラが所定間隔を
もって出力する指令パルス信号に基き該刃具をワークの
方向へ移動させてワークに接触させ、この接触状態にて
得られる電気的変化を位置信号として捉えて刃具とワー
クとの接触点の位置を検出し、指令パルス信号の所定間
隔よりも刃具の回転周期を短くしたことにより、指令パ
ルス信号の所定間隔内に刃具が1回以上回転して、刃具
の外径が最も大きい箇所が必ずワークに接触するので、
刃具が真円でない場合にあっても、高い精度でのワーク
の位置検出が可能になり、位置検出誤差が従来に対し1
桁小さくなり、安定した加工ができるという効果を奏す
る。また、請求項2に記載の本発明では、ワーク加工時
における刃具の回転方向に対し、ワーク位置検出時にお
ける刃具の回転方向を反対としたことにより、位置検出
時にワークを削ってしまうことを確実に防ぎ、位置検出
の高い精度を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る刃具によるワーク位置検
出方法に使用する加工機を示す正面図である。
【図2】本発明の実施例に係る刃具によるワーク位置検
出方法に使用する加工機の要部を示す一部破断正面図、
及びワークと刃具との接触点の位置検出用比較回路を示
す回路図である。
【図3】本発明の実施例に係る刃具の回転方向とワーク
とを示す背面図である。
【図4】本発明の実施例に係る刃具を移動させるための
指令パルス信号を示すグラフである。
【図5】図2に示す加工機において得られる出力信号の
変化を示すグラフである。
【図6】本発明の実施例に係る刃具によるワーク位置検
出方法の説明用正面図である
【図7】本発明の実施例に係る刃具によるワーク位置検
出方法の説明用であって、(A)は部分正断面図、
(B)は側面図である
【図8】本発明の実施例に係る刃具によるワーク位置検
出方法を説明するための部分正断面図である。
【図9】本発明の実施例に係る刃具によるワーク位置検
出方法を説明するための部分正断面図である。
【図10】本発明の実施例に係る刃具によるワーク位置
検出方法を説明するための部分側面図である。
【図11】本発明の実施例に係る刃具によるワーク位置
検出方法の測定点の位置を示す側面図である。
【図12】本発明の実施例に係る刃具によるワーク位置
検出方法の測定点の位置を示す側面図である。
【図13】本発明の実施例に係る刃具によるワーク位置
検出方法を使用して得られた結果に基づく面取加工作業
用の基準データの作成方法説明用の側面図である。
【図14】本発明の実施例に係る刃具によるワーク位置
検出方法を使用して得られた結果に基づく面取加工作業
用の基準データの作成方法説明用の側面図である。
【図15】本発明の実施例に係る加工機を使用して面取
加工を行う作業手順の説明用ブロック図である。
【図16】従来のワーク位置検出方法を説明するための
正面図である。
【図17】従来のワーク位置検出方法の欠点を説明する
ための正面図である。
【符号の説明】
1 加工機 2 第1のスライダ 3 第2のスライダ 5 加工ヘッド 5a スピンドル 7 刃具 8 治具 9 シリンダ(ワーク) 9b ボア 11 コンパレータ 14 シリンダポート 14a 上辺 14b 下辺 14c 左辺 14d 右辺
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年4月20日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】また、刃具7とシリンダ9との相対移動
は、ボールネジによって行われ、例えば、ボールネジの
リードが20mm、その1回転当たりのパルス数を300
0と設定した場合、1つの指令パルス信号P当たりの移
動量が0.0067mmとなる。刃具7がシリンダ9に接触する
直前において、指令パルス信号Pが発せられてからその
次の指令パルス信号Pが発せられまでの間に、刃具7が
必ず1回以上回転し、その間に、刃具7の外径の最大箇
所が移動量0.0067mmの範囲にて確実に接触することにな
る。
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属製の刃具を使用し、該刃具自体を回
    転させた状態にて所定間隔をもって送られる指令パルス
    信号に基き該刃具をワークの方向へ移動させてワークに
    接触させ、この接触状態にて得られる電気的変化を位置
    信号として捉えて該刃具とワークとの接触点の位置を検
    出し、前記指令パルス信号の所定間隔よりも前記刃具の
    回転周期を短くしたことを特徴とする刃具によるワーク
    位置検出方法。
  2. 【請求項2】 ワーク加工時における刃具の回転方向に
    対し、ワーク位置検出時における刃具の回転方向を反対
    としたことを特徴とする請求項1に記載の刃具によるワ
    ーク位置検出方法。
JP1909194A 1994-02-16 1994-02-16 刃具によるワーク位置検出方法 Pending JPH07227740A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004535305A (ja) * 2001-07-17 2004-11-25 サーコス・エルシー 微細機械加工システム
JP2007313638A (ja) * 1996-09-16 2007-12-06 Sarcos Inc カテーテルまたは誘導線に切れ目を形成するシステム

Cited By (2)

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JP2007313638A (ja) * 1996-09-16 2007-12-06 Sarcos Inc カテーテルまたは誘導線に切れ目を形成するシステム
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