JPH0751967A - 工作機械の制御方法および制御装置 - Google Patents
工作機械の制御方法および制御装置Info
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- JPH0751967A JPH0751967A JP19851893A JP19851893A JPH0751967A JP H0751967 A JPH0751967 A JP H0751967A JP 19851893 A JP19851893 A JP 19851893A JP 19851893 A JP19851893 A JP 19851893A JP H0751967 A JPH0751967 A JP H0751967A
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- cutting
- molding
- cutting tool
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- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】工具モニタリング装置によって切削工具の表面
状態等の各状態量を検出し、これにより、自動工具交換
装置による、主軸への切削工具の装着性、切削工具に対
する成形の要否等を判断するとともに、この結果に基づ
いて切削工具の再装着や成形等を実施する。 【効果】マシニングセンタ等において、切削工具の計測
と成形の装置を併用する事で切削加工の自動化と品質・
生産性向上を図ることができる。
状態等の各状態量を検出し、これにより、自動工具交換
装置による、主軸への切削工具の装着性、切削工具に対
する成形の要否等を判断するとともに、この結果に基づ
いて切削工具の再装着や成形等を実施する。 【効果】マシニングセンタ等において、切削工具の計測
と成形の装置を併用する事で切削加工の自動化と品質・
生産性向上を図ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自動工具交換装置が
装着され且つＮＣ制御が可能なフライス盤やマシニング
センタ等の工作機械の制御方法及び制御装置に関し、よ
り詳細には、主軸に装着された切削工具の、寸法管理と
精度管理を実施することにより、無人運転下で加工精度
と仕上げ面粗さを一定範囲に保つことを可能として、ひ
いては切削加工の自動化と品質・生産性の向上を実現す
ることのできる工作機械の制御方法及び制御装置に関す
る。
装着され且つＮＣ制御が可能なフライス盤やマシニング
センタ等の工作機械の制御方法及び制御装置に関し、よ
り詳細には、主軸に装着された切削工具の、寸法管理と
精度管理を実施することにより、無人運転下で加工精度
と仕上げ面粗さを一定範囲に保つことを可能として、ひ
いては切削加工の自動化と品質・生産性の向上を実現す
ることのできる工作機械の制御方法及び制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
加工された工作物の精度の管理については、汎用のフラ
イス盤はもちろんのこと、ＮＣ制御されたフライス盤や
マシニングセンタにおいても、作業者が、加工された工
作物の寸法を測定器によって測定し、必要な切込み量等
の修正を行うことにより、管理を行ってきた。したがっ
て、同一工作物の大量生産を行う専用機は別として、中
小量生産を行うフライス盤やマシニングセンタは、ＮＣ
制御されている場合にも、無人運転することは不可能で
あった。
加工された工作物の精度の管理については、汎用のフラ
イス盤はもちろんのこと、ＮＣ制御されたフライス盤や
マシニングセンタにおいても、作業者が、加工された工
作物の寸法を測定器によって測定し、必要な切込み量等
の修正を行うことにより、管理を行ってきた。したがっ
て、同一工作物の大量生産を行う専用機は別として、中
小量生産を行うフライス盤やマシニングセンタは、ＮＣ
制御されている場合にも、無人運転することは不可能で
あった。
【０００３】一方、切削工具は、摩耗あるいは刃が破損
すると、新たなものと交換するしかなく、工具費用の増
大を招いていた。そこで、この発明は、ＮＣ制御が可能
な工作機械上で切削工具の計測と切削工具の成形装置を
併用することにより、切削加工の自動化と品質・生産性
向上を図ることのできる工作機械の制御方法及び制御装
置を提供することを目的とする。
すると、新たなものと交換するしかなく、工具費用の増
大を招いていた。そこで、この発明は、ＮＣ制御が可能
な工作機械上で切削工具の計測と切削工具の成形装置を
併用することにより、切削加工の自動化と品質・生産性
向上を図ることのできる工作機械の制御方法及び制御装
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】上記の目的を達成するた
め、請求項１に係る工作機械の制御方法は、自動工具交
換装置と、切削工具の、切刃の表面状態、工具径、工具
長、回転振れおよび工作機械基準位置から工具所定部ま
での距離を含む複数の状態量を監視する工具モニタリン
グ装置と、切刃を研削加工により成形する工具成形装置
とを有し、ＮＣ制御される工作機械の制御方法であっ
て、未使用の切削工具が始めて主軸に装着される初期設
定工程と、実際にワークを切削する実稼働工程とを有
し、初期設定工程は、主軸に取り付けられた未使用の切
削工具の回転振れを工具モニタリング装置によって検出
し、検出結果が、予め設定されたしきい値以下となるま
で、切削工具のセットを繰り返す工程と、セットが完了
した切削工具の、切刃の表面状態、工具径および工具長
の各初期値を、工具モニタリング装置によって検出し、
検出結果を、初期データとして記憶する工程と、各初期
データが記憶された切削工具を、ツールマガジンに収納
する工程とを含んでおり、実稼働工程は、自動工具交換
装置によって主軸に装着された切削工具の回転振れを工
具モニタリング装置によって検出し、検出結果が、予め
設定されたしきい値以下となるまで、切削工具のセット
を繰り返す工程と、セットが完了した切削工具を用い
て、記憶されている初期データに基づいて演算される加
工条件の下でワークを加工する工程と、定期的に、工具
モニタリング装置によって切刃の各状態量を検出し、検
出データと初期データとを比較して切削工具に対する成
形の要否を判断するとともに、検出データに基づいて工
具径および工具長のデータを更新する工程と、切削工具
に対する成形が必要と判断された場合に、検出データに
基づいて所定の成形状態を得るための成形量を演算し、
工具成形装置によって切削工具を成形する工程と、検出
データと初期データとの比較に基づいて、工具寿命の判
定および工具による加工条件の修正を行う工程とを含ん
でいることを特徴とするものである。
め、請求項１に係る工作機械の制御方法は、自動工具交
換装置と、切削工具の、切刃の表面状態、工具径、工具
長、回転振れおよび工作機械基準位置から工具所定部ま
での距離を含む複数の状態量を監視する工具モニタリン
グ装置と、切刃を研削加工により成形する工具成形装置
とを有し、ＮＣ制御される工作機械の制御方法であっ
て、未使用の切削工具が始めて主軸に装着される初期設
定工程と、実際にワークを切削する実稼働工程とを有
し、初期設定工程は、主軸に取り付けられた未使用の切
削工具の回転振れを工具モニタリング装置によって検出
し、検出結果が、予め設定されたしきい値以下となるま
で、切削工具のセットを繰り返す工程と、セットが完了
した切削工具の、切刃の表面状態、工具径および工具長
の各初期値を、工具モニタリング装置によって検出し、
検出結果を、初期データとして記憶する工程と、各初期
データが記憶された切削工具を、ツールマガジンに収納
する工程とを含んでおり、実稼働工程は、自動工具交換
装置によって主軸に装着された切削工具の回転振れを工
具モニタリング装置によって検出し、検出結果が、予め
設定されたしきい値以下となるまで、切削工具のセット
を繰り返す工程と、セットが完了した切削工具を用い
て、記憶されている初期データに基づいて演算される加
工条件の下でワークを加工する工程と、定期的に、工具
モニタリング装置によって切刃の各状態量を検出し、検
出データと初期データとを比較して切削工具に対する成
形の要否を判断するとともに、検出データに基づいて工
具径および工具長のデータを更新する工程と、切削工具
に対する成形が必要と判断された場合に、検出データに
基づいて所定の成形状態を得るための成形量を演算し、
工具成形装置によって切削工具を成形する工程と、検出
データと初期データとの比較に基づいて、工具寿命の判
定および工具による加工条件の修正を行う工程とを含ん
でいることを特徴とするものである。
【０００５】また、請求項２に係る工作機械の制御装置
は、自動工具交換装置と、切削工具の、切刃の表面状
態、工具径、工具長、回転振れおよび工作機械基準位置
から工具所定部までの距離を含む複数の状態量を監視す
る工具モニタリング装置と、切刃を研削加工により成形
する工具成形装置とを有し、ＮＣ制御される工作機械の
制御装置であって、工具モニタリング装置によって検出
された切削工具の回転振れと、予め設定されたしきい値
との比較に基づいて、切削工具が良好に装着されたか否
かを判定し、検出値がしきい値を超えている場合には、
切削工具を再セットするための信号を出力する工具装着
性判定部、工具モニタリング装置によって予め検出され
た切削工具の初期データを記憶する初期データ記憶部、
初期データ記憶部に記憶された初期データと、所定時に
工具モニタリング装置によって検出された検出データと
の比較に基づいて、切削工具に対する成形の要否を判断
する成形要否判定部、成形要否判定部によって、成形が
必要と判定された場合に、所定の成形状態を得るための
成形量を上記検出データに基づいて演算する成形量演算
部、上記初期データと検出データとの比較に基づいて、
切削工具の寿命を判定する工具寿命判定部、および上記
初期データと検出データとの比較に基づいて、工具によ
る加工条件を修正する加工条件修正部を、少なくとも含
んでいることを特徴とするものである。
は、自動工具交換装置と、切削工具の、切刃の表面状
態、工具径、工具長、回転振れおよび工作機械基準位置
から工具所定部までの距離を含む複数の状態量を監視す
る工具モニタリング装置と、切刃を研削加工により成形
する工具成形装置とを有し、ＮＣ制御される工作機械の
制御装置であって、工具モニタリング装置によって検出
された切削工具の回転振れと、予め設定されたしきい値
との比較に基づいて、切削工具が良好に装着されたか否
かを判定し、検出値がしきい値を超えている場合には、
切削工具を再セットするための信号を出力する工具装着
性判定部、工具モニタリング装置によって予め検出され
た切削工具の初期データを記憶する初期データ記憶部、
初期データ記憶部に記憶された初期データと、所定時に
工具モニタリング装置によって検出された検出データと
の比較に基づいて、切削工具に対する成形の要否を判断
する成形要否判定部、成形要否判定部によって、成形が
必要と判定された場合に、所定の成形状態を得るための
成形量を上記検出データに基づいて演算する成形量演算
部、上記初期データと検出データとの比較に基づいて、
切削工具の寿命を判定する工具寿命判定部、および上記
初期データと検出データとの比較に基づいて、工具によ
る加工条件を修正する加工条件修正部を、少なくとも含
んでいることを特徴とするものである。
【０００６】また、請求項３に係る工作機械の制御装置
は、請求項２記載の工作機械の制御装置において、上記
成形装置は、少なくとも２方向の成形が可能な成形砥石
を有していることを特徴とするものである。また、請求
項４に係る工作機械の制御装置は、請求項２記載の工作
機械の制御装置において、上記成形装置は、成形砥石の
ダイヤモンドホイール回転部に、トラクションドライブ
を採用しており、成形砥石の回転を増速するための増速
機構を備えていることを特徴とするものである。
は、請求項２記載の工作機械の制御装置において、上記
成形装置は、少なくとも２方向の成形が可能な成形砥石
を有していることを特徴とするものである。また、請求
項４に係る工作機械の制御装置は、請求項２記載の工作
機械の制御装置において、上記成形装置は、成形砥石の
ダイヤモンドホイール回転部に、トラクションドライブ
を採用しており、成形砥石の回転を増速するための増速
機構を備えていることを特徴とするものである。
【０００７】また、請求項５に係る工作機械の制御装置
は、請求項２記載の工作機械の制御装置において、工具
モニタリング装置には、切削工具の切刃に接触されるセ
ラミックス製測定子、測定子を切刃側に押圧する板ば
ね、および測定子の変位を測定する変位計を含む、複数
の測定装置が内蔵されていることを特徴とするものであ
る。
は、請求項２記載の工作機械の制御装置において、工具
モニタリング装置には、切削工具の切刃に接触されるセ
ラミックス製測定子、測定子を切刃側に押圧する板ば
ね、および測定子の変位を測定する変位計を含む、複数
の測定装置が内蔵されていることを特徴とするものであ
る。
【０００８】
【作用】上記発明の制御方法によれば、工具モニタリン
グ装置によって切削工具の各状態量を検出し、自動工具
交換装置による切削工具の装着性の良否を判断すること
ができる。そして、装着性が悪い場合には、切削工具を
再セットさせ、良好な装着状態が確実に且つ自動的に得
られるようにする。これにより、ワークの加工精度を確
保でき、品質向上を図ることができる。しかも、切削工
具の各状態量の初期データと、所定時の検出データとの
比較に基づいて、成形の要否の判定、工具寿命に達した
か否かの判定および加工条件の修正が行われる。そし
て、成形が必要な場合には、所定の成形状態を得るため
の成形量が演算され、これに基づいて成形が行われる。
このように、加工精度に影響を与える切削工具の摩耗状
態等が、定期的に監視され、成形、工具交換および加工
条件修正等の必要な処置が施されるので、切削加工の自
動化と品質・生産性の向上を達成することができる。
グ装置によって切削工具の各状態量を検出し、自動工具
交換装置による切削工具の装着性の良否を判断すること
ができる。そして、装着性が悪い場合には、切削工具を
再セットさせ、良好な装着状態が確実に且つ自動的に得
られるようにする。これにより、ワークの加工精度を確
保でき、品質向上を図ることができる。しかも、切削工
具の各状態量の初期データと、所定時の検出データとの
比較に基づいて、成形の要否の判定、工具寿命に達した
か否かの判定および加工条件の修正が行われる。そし
て、成形が必要な場合には、所定の成形状態を得るため
の成形量が演算され、これに基づいて成形が行われる。
このように、加工精度に影響を与える切削工具の摩耗状
態等が、定期的に監視され、成形、工具交換および加工
条件修正等の必要な処置が施されるので、切削加工の自
動化と品質・生産性の向上を達成することができる。
【０００９】また、上記発明の制御装置によれば、工具
装着性判定部によって、切削工具が良好に装着されたか
否かが判定されるとともに、不良の場合には、切削工具
が再セットされ、良好な装着状態が確実に且つ自動的に
得られる。そして、初期データ記憶部に記憶された初期
データと、所定時に工具モニタリング装置によって検出
された検出データとの比較に基づいて、成形要否判定部
によって、切削工具に対する成形の要否が判断され、成
形が必要な場合には、成形演算部によって、所定の成形
状態を得るための成形量が演算される。この場合、成形
量を必要最小限に設定できるので、切削工具の長寿命化
を達成できる。一方、上記初期データと検出データとの
比較に基づいて、工具寿命判定部によって切削工具の寿
命が判定されるとともに、加工条件修正部によって加工
条件が修正される。加工精度に影響を与える切削工具の
摩耗状態等が、定期的に監視され、成形、工具交換およ
び加工条件修正等の必要な処置が施されるので、切削加
工の自動化と品質・生産性の向上を達成することができ
る。
装着性判定部によって、切削工具が良好に装着されたか
否かが判定されるとともに、不良の場合には、切削工具
が再セットされ、良好な装着状態が確実に且つ自動的に
得られる。そして、初期データ記憶部に記憶された初期
データと、所定時に工具モニタリング装置によって検出
された検出データとの比較に基づいて、成形要否判定部
によって、切削工具に対する成形の要否が判断され、成
形が必要な場合には、成形演算部によって、所定の成形
状態を得るための成形量が演算される。この場合、成形
量を必要最小限に設定できるので、切削工具の長寿命化
を達成できる。一方、上記初期データと検出データとの
比較に基づいて、工具寿命判定部によって切削工具の寿
命が判定されるとともに、加工条件修正部によって加工
条件が修正される。加工精度に影響を与える切削工具の
摩耗状態等が、定期的に監視され、成形、工具交換およ
び加工条件修正等の必要な処置が施されるので、切削加
工の自動化と品質・生産性の向上を達成することができ
る。
【００１０】また、上記成形装置が、少なくとも２方向
の成形が可能な成形砥石を有している場合には、複数の
切刃に対応することができる。さらに、上記成形装置が
トラクションドライブを採用し、成形砥石の回転を増速
するための増速機構を備えている場合には、主軸の回転
慣性力を増大させて、主軸の回転むらや振動を抑制する
ことができる。
の成形が可能な成形砥石を有している場合には、複数の
切刃に対応することができる。さらに、上記成形装置が
トラクションドライブを採用し、成形砥石の回転を増速
するための増速機構を備えている場合には、主軸の回転
慣性力を増大させて、主軸の回転むらや振動を抑制する
ことができる。
【００１１】そして、工具モニタリング装置に、セラミ
ックス製測定子、板ばねおよび測定子の変位を測定する
変位計を含む、複数の測定装置が内蔵されている場合に
は、複数の切刃のモニタリングに好適である。
ックス製測定子、板ばねおよび測定子の変位を測定する
変位計を含む、複数の測定装置が内蔵されている場合に
は、複数の切刃のモニタリングに好適である。
【００１２】
【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図１及び図２はこの発明の一実施例に係る工作
機械の制御方法での処理を示すフローチャートであり、
図３は制御装置のブロック図であり、図４は工具モニタ
リング装置及び成形装置の概略構成図である。
明する。図１及び図２はこの発明の一実施例に係る工作
機械の制御方法での処理を示すフローチャートであり、
図３は制御装置のブロック図であり、図４は工具モニタ
リング装置及び成形装置の概略構成図である。
【００１３】図３及び図４を参照して、この制御装置２
は、工具としての切削工具Ｋの、切刃Ｋ１，Ｋ２の表面
状態、工具径、工具長、回転振れおよびマシニングセン
タ基準位置から工具所定部（例えば切刃Ｋ１）までの距
離を含む複数の状態量を監視する工具モニタリング装置
１と、切刃Ｋ１，Ｋ２を成形する成形装置４とを備えた
マシニングセンタに装着される。
は、工具としての切削工具Ｋの、切刃Ｋ１，Ｋ２の表面
状態、工具径、工具長、回転振れおよびマシニングセン
タ基準位置から工具所定部（例えば切刃Ｋ１）までの距
離を含む複数の状態量を監視する工具モニタリング装置
１と、切刃Ｋ１，Ｋ２を成形する成形装置４とを備えた
マシニングセンタに装着される。
【００１４】制御装置２は、初期データ記憶部２ａ、工
具装着性判定部２ｂ、工具寿命判定部２ｃ、成形要否判
定部２ｄ、成形量演算部２ｅ及び加工条件修正部２ｆを
含んでいる。工具装着性判定部２ｂは、工具モニタリン
グ装置１によって検出された切削工具Ｋの回転振れと、
予め設定されたしきい値Ｆとの比較に基づいて、切削工
具Ｋが良好に装着されたか否かを判定し、検出値がしき
い値Ｆを超えている場合には、切削工具を再セットする
ための信号を、自動工具交換装置３に出力する。
具装着性判定部２ｂ、工具寿命判定部２ｃ、成形要否判
定部２ｄ、成形量演算部２ｅ及び加工条件修正部２ｆを
含んでいる。工具装着性判定部２ｂは、工具モニタリン
グ装置１によって検出された切削工具Ｋの回転振れと、
予め設定されたしきい値Ｆとの比較に基づいて、切削工
具Ｋが良好に装着されたか否かを判定し、検出値がしき
い値Ｆを超えている場合には、切削工具を再セットする
ための信号を、自動工具交換装置３に出力する。
【００１５】初期データ記憶部２ａは、セットが完了し
た切削工具Ｋにおける各状態量を工具の初期データとし
て記憶する。成形要否判定部２ｄは、初期データ記憶部
２ａに記憶された初期データと、所定時に工具モニタリ
ング装置１によって検出された検出データとの比較に基
づいて、切削工具Ｋに対する成形の要否を判断する。
た切削工具Ｋにおける各状態量を工具の初期データとし
て記憶する。成形要否判定部２ｄは、初期データ記憶部
２ａに記憶された初期データと、所定時に工具モニタリ
ング装置１によって検出された検出データとの比較に基
づいて、切削工具Ｋに対する成形の要否を判断する。
【００１６】成形量演算部２ｅは、成形要否判定部２ｄ
によって、成形が必要と判定された場合に、所定の成形
状態を得るための成形量を上記検出データに基づいて演
算する。工具寿命判定部２ｃは、上記初期データと検出
データとの比較に基づいて、切刃の寿命を判定する。加
工条件修正部２ｆは、上記初期データと検出データとの
比較に基づいて、加工条件を修正する。
によって、成形が必要と判定された場合に、所定の成形
状態を得るための成形量を上記検出データに基づいて演
算する。工具寿命判定部２ｃは、上記初期データと検出
データとの比較に基づいて、切刃の寿命を判定する。加
工条件修正部２ｆは、上記初期データと検出データとの
比較に基づいて、加工条件を修正する。
【００１７】図４を参照して、切削工具Ｋは２軸Ｐ，Ｑ
およびこれらの軸に直交する軸（図示せず）の方向に送
り制御される。この成形装置４は、その本体に軸受２を
介して回転自在に支持された主軸３０と、この主軸３０
の先端に取り付けられ一体回転される回転砥石４０と、
駆動側としてのモータの回転軸にフレキシブルシャフト
５を介して連結されるとともに上記主軸３０に連結され
たトラクションドライブとしての公知の遊星ローラ式増
速機構６とを備えている。また、成形装置４には、切削
工具Ｋの切刃Ｋ１，Ｋ２の形状変化（型崩れ、摩耗量
等）をそれぞれ検出する複数の測定装置７，８及び検出
回路Ｃを含む工具モニタリング装置１がユニット化され
ている。
およびこれらの軸に直交する軸（図示せず）の方向に送
り制御される。この成形装置４は、その本体に軸受２を
介して回転自在に支持された主軸３０と、この主軸３０
の先端に取り付けられ一体回転される回転砥石４０と、
駆動側としてのモータの回転軸にフレキシブルシャフト
５を介して連結されるとともに上記主軸３０に連結され
たトラクションドライブとしての公知の遊星ローラ式増
速機構６とを備えている。また、成形装置４には、切削
工具Ｋの切刃Ｋ１，Ｋ２の形状変化（型崩れ、摩耗量
等）をそれぞれ検出する複数の測定装置７，８及び検出
回路Ｃを含む工具モニタリング装置１がユニット化され
ている。
【００１８】切削工具Ｋは、その回転軸線Ｋａが軸Ｐに
平行な円柱状をした、例えばエンドミルからなる。切刃
Ｋ１は、上記円柱の周面からなり軸Ｐの方向に沿ってい
る。切刃Ｋ２は、上記円柱の平坦な端面からなり、軸Ｑ
に平行である。切削工具Ｋは、マシニングセンタの主軸
に取り付けられた状態で、軸Ｐ，Ｑの方向に送り制御さ
れ、後述する測定装置７，８の測定子７１，８１や回転
砥石４０に接触されるようになっている。
平行な円柱状をした、例えばエンドミルからなる。切刃
Ｋ１は、上記円柱の周面からなり軸Ｐの方向に沿ってい
る。切刃Ｋ２は、上記円柱の平坦な端面からなり、軸Ｑ
に平行である。切削工具Ｋは、マシニングセンタの主軸
に取り付けられた状態で、軸Ｐ，Ｑの方向に送り制御さ
れ、後述する測定装置７，８の測定子７１，８１や回転
砥石４０に接触されるようになっている。
【００１９】主軸３０は、２軸Ｐ，Ｑの方向に対して４
５度の角度をなして配置されているとともに、成形砥石
４０は、円錐状面からなる成形面４０ａを備えている。
上記円錐状面の母線は、主軸３０の延長線に対して４５
度の角度をなすように傾斜されている。これにより、成
形面４０ａは、上記２軸Ｐ，Ｑとそれぞれ平行であって
成形時に切削工具Ｋの切刃Ｋ１，Ｋ２と摺接される成形
部としての第１および第２の作用線４１，４２を持つこ
とになる。測定装置７は、窒化珪素等のセラミックス等
からなり切刃Ｋ１に接触される平坦な接触面７１ａを有
する測定子７１と、この測定子７１の背面７１ｂを支持
する板ばね７２と、この板ばね７２の背面７２ａに近接
され、当該背面７２ａとの間のギャップＧの大きさに応
じて出力信号を変化させる渦電流式のギャップセンサか
らなる変位計７３とを備えている。回転する切削工具Ｋ
の切刃Ｋ１を接触面７１ａに接触させた状態で、切削工
具Ｋを軸Ｐに沿う方向に移動させると、全周にわたる半
径減少量（摩耗量）が、軸方向の全長にわたって検知さ
れる。なお、板ばね７２の自由状態で接触体７１の接触
面７１ａが、成形砥石４０の成形面４０ａの第１の作用
線４１と同一平面上に位置されるようにしてある。
５度の角度をなして配置されているとともに、成形砥石
４０は、円錐状面からなる成形面４０ａを備えている。
上記円錐状面の母線は、主軸３０の延長線に対して４５
度の角度をなすように傾斜されている。これにより、成
形面４０ａは、上記２軸Ｐ，Ｑとそれぞれ平行であって
成形時に切削工具Ｋの切刃Ｋ１，Ｋ２と摺接される成形
部としての第１および第２の作用線４１，４２を持つこ
とになる。測定装置７は、窒化珪素等のセラミックス等
からなり切刃Ｋ１に接触される平坦な接触面７１ａを有
する測定子７１と、この測定子７１の背面７１ｂを支持
する板ばね７２と、この板ばね７２の背面７２ａに近接
され、当該背面７２ａとの間のギャップＧの大きさに応
じて出力信号を変化させる渦電流式のギャップセンサか
らなる変位計７３とを備えている。回転する切削工具Ｋ
の切刃Ｋ１を接触面７１ａに接触させた状態で、切削工
具Ｋを軸Ｐに沿う方向に移動させると、全周にわたる半
径減少量（摩耗量）が、軸方向の全長にわたって検知さ
れる。なお、板ばね７２の自由状態で接触体７１の接触
面７１ａが、成形砥石４０の成形面４０ａの第１の作用
線４１と同一平面上に位置されるようにしてある。
【００２０】同様にして、測定装置８は、測定子８１、
板ばね８２および変位計８３を備えている。回転する切
削工具Ｋの切刃Ｋ２を接触体８１の接触面８１ａに接触
させた状態で、切削工具Ｋを軸Ｑに沿う方向に移動させ
ると、切刃Ｋ２の全面にわたる摩耗量が検知される。板
ばね８２の自由状態で接触体８１の接触面８１ａが、成
形砥石４０の成形面４０ａの第２の作用線４２と同一平
面上に位置されるようにしてある。
板ばね８２および変位計８３を備えている。回転する切
削工具Ｋの切刃Ｋ２を接触体８１の接触面８１ａに接触
させた状態で、切削工具Ｋを軸Ｑに沿う方向に移動させ
ると、切刃Ｋ２の全面にわたる摩耗量が検知される。板
ばね８２の自由状態で接触体８１の接触面８１ａが、成
形砥石４０の成形面４０ａの第２の作用線４２と同一平
面上に位置されるようにしてある。
【００２１】次に、図１及び図２のフローチャートを参
照して、制御装置の動作について説明する。ステップＳ
１〜ステップＳ１０は、初期設定工程の流れを示してい
る。切削工具Ｋが未使用の状態から始まり（ステップＳ
１）、切削工具Ｋをツールホルダに取り付けた（ステッ
プＳ２）後、これを主軸に取り付ける（ステップＳ
３）。ここで、工具モニタリング装置１によって切削工
具Ｋの回転振れを測定し（ステップＳ４）、この検出値
を予め定めたしきい値Ｆと比較する（ステップＳ５）。
振れの検出値がしきい値Ｆよりも大きい場合には、工具
を取外して（ステップＳ６）、ステップＳ３に戻って主
軸に再装着する。そして、検出値がしきい値Ｆ以下にな
るまで、これを繰り返し、しきい値Ｆ以下になった場合
は、次のステップＳ７に進む。
照して、制御装置の動作について説明する。ステップＳ
１〜ステップＳ１０は、初期設定工程の流れを示してい
る。切削工具Ｋが未使用の状態から始まり（ステップＳ
１）、切削工具Ｋをツールホルダに取り付けた（ステッ
プＳ２）後、これを主軸に取り付ける（ステップＳ
３）。ここで、工具モニタリング装置１によって切削工
具Ｋの回転振れを測定し（ステップＳ４）、この検出値
を予め定めたしきい値Ｆと比較する（ステップＳ５）。
振れの検出値がしきい値Ｆよりも大きい場合には、工具
を取外して（ステップＳ６）、ステップＳ３に戻って主
軸に再装着する。そして、検出値がしきい値Ｆ以下にな
るまで、これを繰り返し、しきい値Ｆ以下になった場合
は、次のステップＳ７に進む。
【００２２】ステップＳ７では、工具モニタリング装置
１によって、切削工具Ｋの表面状態が測定される。一
方、ワークの表面位置が測定され（ステップＳ８）、こ
れらのデータが初期データとして記憶されるとともに工
具半径の初期値が演算される（ステップＳ９）。これに
より、初期設定工程が終了し、工具はツールマガジンに
収納される（ステップＳ１０）。
１によって、切削工具Ｋの表面状態が測定される。一
方、ワークの表面位置が測定され（ステップＳ８）、こ
れらのデータが初期データとして記憶されるとともに工
具半径の初期値が演算される（ステップＳ９）。これに
より、初期設定工程が終了し、工具はツールマガジンに
収納される（ステップＳ１０）。
【００２３】ステップＳ１１〜ステップＳ２２が実稼働
工程の流れを示している。工具交換指令を受けた自動工
具交換装置３によって工具が交換されると（ステップＳ
１１）、工具モニタリング装置１によって切刃の回転振
れが測定され（ステップＳ１２）、検出値がしきい値Ｆ
を超えているか否かが判定される（ステップＳ１３）。
ステップＳ１３において、検出値がしきい値Ｆを超えて
いる場合には、ステップＳ１１に戻って再装着を行う。
一方、振れがしきい値Ｆ以下の場合には、次のステップ
Ｓ１４へ進んで、ワークの加工が行われる。
工程の流れを示している。工具交換指令を受けた自動工
具交換装置３によって工具が交換されると（ステップＳ
１１）、工具モニタリング装置１によって切刃の回転振
れが測定され（ステップＳ１２）、検出値がしきい値Ｆ
を超えているか否かが判定される（ステップＳ１３）。
ステップＳ１３において、検出値がしきい値Ｆを超えて
いる場合には、ステップＳ１１に戻って再装着を行う。
一方、振れがしきい値Ｆ以下の場合には、次のステップ
Ｓ１４へ進んで、ワークの加工が行われる。
【００２４】ワークを加工する際には、ワーク材質、工
具種類等の加工設定条件を入力することで、適切な切削
条件を自動設定するプログラムを備えた加工条件自動設
定部（図示せず）で選定された切削条件（例えば、適宜
な工具回転数，送り速度，切込み量およひ加工幅等）に
基づいて加工を実施する場合もある。これにより、従
来、切削条件を作業者の経験に基づいて任意に設定して
いた加工に比べ、適切な条件での加工が可能になる。
具種類等の加工設定条件を入力することで、適切な切削
条件を自動設定するプログラムを備えた加工条件自動設
定部（図示せず）で選定された切削条件（例えば、適宜
な工具回転数，送り速度，切込み量およひ加工幅等）に
基づいて加工を実施する場合もある。これにより、従
来、切削条件を作業者の経験に基づいて任意に設定して
いた加工に比べ、適切な条件での加工が可能になる。
【００２５】上記加工条件自動設定部及び前述の工具装
着性判定部、工具寿命判定部は、工作機械本体の制御部
に付加されても良く、この制御部とデータ通信するパー
ソナルコンピュータ，ＥＷＳ等のコンピュータに付加さ
せても良い。次に、ステップＳ１５では、定期的に、工
具モニタリング装置１によって切削工具の表面状態が測
定され、工具半径の減少量（摩耗量）が演算される（ス
テップＳ２６）。これにより、ステップＳ１７におい
て、工具径補正等の加工条件の修正が行われる。次に、
ステップＳ１８では、上記摩耗量（または表面状態）
が、予め設定した、成形の要否を判断するためのしきい
値Ｍ１を超えているか否かが判定され、超えていない場
合には、切削加工が行われる（ステップＳ１９）。ステ
ップＳ１８において、摩耗量がしきい値Ｍ１を超えてい
る場合には、ステップＳ２０に進んで、摩耗量が予め設
定された、工具寿命を判断するためのしきい値Ｍ２を超
えているか否かが判断される。摩耗量がしきい値Ｍ２を
こえていない場合には、成形が実施され（ステップＳ２
１）、しきい値Ｍ２を超えている場合には、切削工具に
寿命がきたものと判断される（ステップＳ２２）。
着性判定部、工具寿命判定部は、工作機械本体の制御部
に付加されても良く、この制御部とデータ通信するパー
ソナルコンピュータ，ＥＷＳ等のコンピュータに付加さ
せても良い。次に、ステップＳ１５では、定期的に、工
具モニタリング装置１によって切削工具の表面状態が測
定され、工具半径の減少量（摩耗量）が演算される（ス
テップＳ２６）。これにより、ステップＳ１７におい
て、工具径補正等の加工条件の修正が行われる。次に、
ステップＳ１８では、上記摩耗量（または表面状態）
が、予め設定した、成形の要否を判断するためのしきい
値Ｍ１を超えているか否かが判定され、超えていない場
合には、切削加工が行われる（ステップＳ１９）。ステ
ップＳ１８において、摩耗量がしきい値Ｍ１を超えてい
る場合には、ステップＳ２０に進んで、摩耗量が予め設
定された、工具寿命を判断するためのしきい値Ｍ２を超
えているか否かが判断される。摩耗量がしきい値Ｍ２を
こえていない場合には、成形が実施され（ステップＳ２
１）、しきい値Ｍ２を超えている場合には、切削工具に
寿命がきたものと判断される（ステップＳ２２）。
【００２６】この実施例によれば、工具モニタリング装
置１によって切削工具Ｋの表面状態等の各状態量を検出
し、これにより、自動工具交換装置３による、主軸への
切削工具Ｋの装着性、成形の要否等を判断するととも
に、この結果に基づいて切削工具Ｋの再装着や成形等を
実施する。このようにマシニングセンタ上で切削工具の
計測と成形の装置を併用する事で切削加工の自動化と品
質・生産性向上を図ることができる。
置１によって切削工具Ｋの表面状態等の各状態量を検出
し、これにより、自動工具交換装置３による、主軸への
切削工具Ｋの装着性、成形の要否等を判断するととも
に、この結果に基づいて切削工具Ｋの再装着や成形等を
実施する。このようにマシニングセンタ上で切削工具の
計測と成形の装置を併用する事で切削加工の自動化と品
質・生産性向上を図ることができる。
【００２７】しかも、実際の切削工具Ｋの計測データに
応じて成形量を決めるようにしているので、切削工具Ｋ
を不要に削ってしまうことがなく、切削工具Ｋの寿命を
長くすることができる。また、遊星ローラ式増速機構６
によって主軸３０を高速で回転させることができるの
で、主軸３０の回転慣性力を増大させて、回転主軸３０
の回転むらや振動を抑制することができる。
応じて成形量を決めるようにしているので、切削工具Ｋ
を不要に削ってしまうことがなく、切削工具Ｋの寿命を
長くすることができる。また、遊星ローラ式増速機構６
によって主軸３０を高速で回転させることができるの
で、主軸３０の回転慣性力を増大させて、回転主軸３０
の回転むらや振動を抑制することができる。
【００２８】成形砥石４０の成形面４０ａが、上記２軸
Ｐ，Ｑにそれぞれ平行な成形部としての作用線４１，４
２を有しているので、単一の成形砥石によって切削工具
の２面をドレッシングすることができる。なお、上記の
実施例においては、マシンニングセンタについて示した
が、ＮＣ制御可能なフライス盤等の、他の工作機械に適
用することもできる。
Ｐ，Ｑにそれぞれ平行な成形部としての作用線４１，４
２を有しているので、単一の成形砥石によって切削工具
の２面をドレッシングすることができる。なお、上記の
実施例においては、マシンニングセンタについて示した
が、ＮＣ制御可能なフライス盤等の、他の工作機械に適
用することもできる。
【００２９】また、切削工具寿命の判断に際して、図２
のフローチャートのステップＳ１１〜ステップＳ１３の
繰り返し回数、すなわちＡＴＣによる工具再取付けの回
数をカウントしておき、所定回数を超えるた場合には、
切削工具をホルダに再取付けして、振れを測定し、この
振れがしきい値Ｆを超えている場合に、工具寿命と判断
するようにしても良い。
のフローチャートのステップＳ１１〜ステップＳ１３の
繰り返し回数、すなわちＡＴＣによる工具再取付けの回
数をカウントしておき、所定回数を超えるた場合には、
切削工具をホルダに再取付けして、振れを測定し、この
振れがしきい値Ｆを超えている場合に、工具寿命と判断
するようにしても良い。
【００３０】また、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、例えば、測定装置７，８の変位計７３，
８３を構成するギャップセンサとして、光学式等の他の
公知のものを用いることができる。その他、この発明の
要旨を変更しない範囲で種々の設計変更を施すことがで
きる。
ものではなく、例えば、測定装置７，８の変位計７３，
８３を構成するギャップセンサとして、光学式等の他の
公知のものを用いることができる。その他、この発明の
要旨を変更しない範囲で種々の設計変更を施すことがで
きる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明方法および装置によ
れば、工具モニタリング装置によって切削工具の表面状
態等の各状態量を検出し、これにより、自動工具交換装
置による、主軸への切削工具の装着性、成形内による成
形の要否等を判断するとともに、この結果に基づいて切
削工具の再装着や成形等を実施する。このようにＮＣ制
御可能な工作機械上で切削工具の計測と成形の装置を併
用する事で切削加工の自動化と品質・生産性向上を図る
ことができる。
れば、工具モニタリング装置によって切削工具の表面状
態等の各状態量を検出し、これにより、自動工具交換装
置による、主軸への切削工具の装着性、成形内による成
形の要否等を判断するとともに、この結果に基づいて切
削工具の再装着や成形等を実施する。このようにＮＣ制
御可能な工作機械上で切削工具の計測と成形の装置を併
用する事で切削加工の自動化と品質・生産性向上を図る
ことができる。
【００３２】また、上記成形装置が、少なくとも２方向
の成形が可能な成形砥石を有している場合には、複数の
切刃に対応することができる。さらに、上記成形装置が
トラクションドライブを採用し、成形砥石の回転を増速
するための増速機構を備えている場合には、主軸の回転
慣性力を増大させて、主軸の回転むらや振動を抑制する
ことができる。
の成形が可能な成形砥石を有している場合には、複数の
切刃に対応することができる。さらに、上記成形装置が
トラクションドライブを採用し、成形砥石の回転を増速
するための増速機構を備えている場合には、主軸の回転
慣性力を増大させて、主軸の回転むらや振動を抑制する
ことができる。
【００３３】そして、工具モニタリング装置に、セラミ
ックス製測定子、板ばねおよび測定子の変位を測定する
変位計を含む、複数の測定装置が内蔵されている場合に
は、複数の切刃のモニタリングに好適である。
ックス製測定子、板ばねおよび測定子の変位を測定する
変位計を含む、複数の測定装置が内蔵されている場合に
は、複数の切刃のモニタリングに好適である。
【図１】本発明の一実施例に係る工作機械の制御方法の
初期設定工程のフローチャートを示す図である。
初期設定工程のフローチャートを示す図である。
【図２】その実稼働工程のフローチャートを示す図であ
る。
る。
【図３】制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】工具モニタリング装置および成形装置の概略構
成図である。
成図である。
１ 工具モニタリング装置 ２ 制御装置 ２ａ 初期データ記憶部 ２ｂ 工具装着性判定部 ２ｃ 工具寿命判定部 ２ｄ 成形要否判定部 ２ｅ 成形量演算部 ２ｆ 加工条件修正部 ３ 自動工具交換装置 ４ 成形装置 ４０ 成形砥石 ６ 遊星ローラ式増速機構（増速機構） ７，８ 測定装置 ７１，８１ 測定子 ７２，８２ 板ばね ７３，８３ 変位計 Ｋ 切削工具 Ｋ１，Ｋ２ 切刃 Ｐ，Ｑ 軸
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２４Ｂ 3/00 Ｚ 7528−3Ｃ (72)発明者 吉田 豊 鳥取市若葉台南七丁目四番二六号
Claims (5)
- 【請求項１】自動工具交換装置と、切削工具の、切刃の
表面状態、工具径、工具長、回転振れおよび工作機械基
準位置から工具所定部までの距離を含む複数の状態量を
監視する工具モニタリング装置と、切刃を研削加工によ
り成形する工具成形装置とを有し、ＮＣ制御される工作
機械の制御方法であって、 未使用の切削工具が始めて主軸に装着される初期設定工
程と、実際にワークを切削する実稼働工程とを有し、 初期設定工程は、 主軸に取り付けられた未使用の切削工具の回転振れを工
具モニタリング装置によって検出し、検出結果が、予め
設定されたしきい値以下となるまで、切削工具のセット
を繰り返す工程と、 セットが完了した切削工具の、切刃の表面状態、工具径
および工具長の各初期値を、工具モニタリング装置によ
って検出し、検出結果を、初期データとして記憶する工
程と、 各初期データが記憶された切削工具を、ツールマガジン
に収納する工程とを含んでおり、 実稼働工程は、 自動工具交換装置によって主軸に装着された切削工具の
回転振れを工具モニタリング装置によって検出し、検出
結果が、予め設定されたしきい値以下となるまで、切削
工具のセットを繰り返す工程と、 セットが完了した切削工具を用いて、記憶されている初
期データに基づいて演算される加工条件の下でワークを
加工する工程と、 定期的に、工具モニタリング装置によって切刃の各状態
量を検出し、検出データと初期データとを比較して切削
工具に対する成形の要否を判断するとともに、検出デー
タに基づいて工具径および工具長のデータを更新する工
程と、 切削工具に対する成形が必要と判断された場合に、検出
データに基づいて所定の成形状態を得るための成形量を
演算し、工具成形装置によって切削工具を成形する工程
と、 検出データと初期データとの比較に基づいて、工具寿命
の判定および工具による加工条件の修正を行う工程とを
含んでいることを特徴とする工作機械の制御方法。 - 【請求項２】自動工具交換装置と、切削工具の、切刃の
表面状態、工具径、工具長、回転振れおよび工作機械基
準位置から工具所定部までの距離を含む複数の状態量を
監視する工具モニタリング装置と、切刃を研削加工によ
り成形する工具成形装置とを有し、ＮＣ制御される工作
機械の制御装置であって、 工具モニタリング装置によって検出された切削工具の回
転振れと、予め設定されたしきい値との比較に基づい
て、切削工具が良好に装着されたか否かを判定し、検出
値がしきい値を超えている場合には、切削工具を再セッ
トするための信号を出力する工具装着性判定部、 工具モニタリング装置によって予め検出された切削工具
の初期データを記憶する初期データ記憶部、 初期データ記憶部に記憶された初期データと、所定時に
工具モニタリング装置によって検出された検出データと
の比較に基づいて、切削工具に対する成形の要否を判断
する成形要否判定部、 成形要否判定部によって、成形が必要と判定された場合
に、所定の成形状態を得るための成形量を上記検出デー
タに基づいて演算する成形量演算部、 上記初期データと検出データとの比較に基づいて、切削
工具の寿命を判定する工具寿命判定部、および上記初期
データと検出データとの比較に基づいて、工具による加
工条件を修正する加工条件修正部を、少なくとも含んで
いることを特徴とする工作機械の制御装置。 - 【請求項３】上記成形装置は、少なくとも２方向の成形
が可能な成形砥石を有していることを特徴とする請求項
２記載の工作機械の制御装置。 - 【請求項４】上記成形装置は、成形砥石のダイヤモンド
ホイール回転部に、トラクションドライブを採用してお
り、成形砥石の回転を増速するための増速機構を備えて
いることを特徴とする請求項２記載の工作機械の制御装
置。 - 【請求項５】工具モニタリング装置には、切削工具の切
刃に接触されるセラミックス製測定子、測定子を切刃側
に押圧する板ばね、および測定子の変位を測定する変位
計を含む、複数の測定装置が内蔵されていることを特徴
とする請求項２記載の工作機械の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19851893A JP2843488B2 (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 工作機械の制御方法および制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19851893A JP2843488B2 (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 工作機械の制御方法および制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0751967A true JPH0751967A (ja) | 1995-02-28 |
| JP2843488B2 JP2843488B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=16392476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19851893A Expired - Fee Related JP2843488B2 (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 工作機械の制御方法および制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2843488B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100563250B1 (ko) * | 2004-06-03 | 2006-03-27 | 한국과학기술원 | 하이브리드 방식의 절삭력 평준화를 통한 공구마모모니터링 시스템 |
| KR100719190B1 (ko) * | 1999-10-20 | 2007-05-16 | 타이콤 코포레이션 | 자동식 드릴날 재연마 및 확인 시스템 |
| JP2008149398A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Toyota Motor Corp | 切削工具研削方法及び切削工具研削装置 |
| JP2015120226A (ja) * | 2013-12-25 | 2015-07-02 | 川崎重工業株式会社 | 研削方法及び研削装置 |
| CN113751744A (zh) * | 2020-06-01 | 2021-12-07 | 本田技研工业株式会社 | 机床的加工方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102615586B (zh) * | 2011-01-27 | 2014-01-29 | 钜威自动化股份有限公司 | 全自动化钻针研磨装置及其研磨方法 |
-
1993
- 1993-08-10 JP JP19851893A patent/JP2843488B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100719190B1 (ko) * | 1999-10-20 | 2007-05-16 | 타이콤 코포레이션 | 자동식 드릴날 재연마 및 확인 시스템 |
| KR100563250B1 (ko) * | 2004-06-03 | 2006-03-27 | 한국과학기술원 | 하이브리드 방식의 절삭력 평준화를 통한 공구마모모니터링 시스템 |
| JP2008149398A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Toyota Motor Corp | 切削工具研削方法及び切削工具研削装置 |
| JP2015120226A (ja) * | 2013-12-25 | 2015-07-02 | 川崎重工業株式会社 | 研削方法及び研削装置 |
| CN113751744A (zh) * | 2020-06-01 | 2021-12-07 | 本田技研工业株式会社 | 机床的加工方法 |
| CN113751744B (zh) * | 2020-06-01 | 2023-09-12 | 本田技研工业株式会社 | 机床的加工方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2843488B2 (ja) | 1999-01-06 |
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