JPH1029137A - 旋盤の歪み補正装置 - Google Patents

旋盤の歪み補正装置

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JPH1029137A
JPH1029137A JP20107196A JP20107196A JPH1029137A JP H1029137 A JPH1029137 A JP H1029137A JP 20107196 A JP20107196 A JP 20107196A JP 20107196 A JP20107196 A JP 20107196A JP H1029137 A JPH1029137 A JP H1029137A
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JP
Japan
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sensor
lathe
tool
headstock
turret
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JP20107196A
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English (en)
Inventor
Motoi Anada
基 穴田
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Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
Original Assignee
Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 旋盤の歪みを検出して工具位置を補正する装
置に関し、タレットのインデックス装置が主軸台側に設
けられている旋盤に特に好適で、構造が簡単で計測や保
守作業も容易な手段を得る。 【解決手段】 主軸チャック5の上方部分にセンサ4が
主軸台1に固定して装着され、このセンサによって検出
される計測バー13が刃物台の刃物の装着位置より上方
の位置に装着されている。計測バー13の検出端15を
センサ4で検出し、その経時的な変化により、ワーク加
工時の刃物台の位置を補正する。スラント型のベッドを
備えた旋盤においては、センサ4は旋盤の手前側に向け
て装着するのが好ましく、センサ4が斜め下向きになる
ので切粉や切削液によるセンサ4の汚染が防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、旋盤に関するも
ので、熱変形等による旋盤の歪みを検出して、工具位置
を補正することにより、旋盤自体の歪みによる加工精度
の低下を防止する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ワークの加工寸法は、ワークと工具刃先
との相対位置関係で決定される。旋盤では、ワークは主
軸のチャックに把持されており、工具はベッド上を摺動
する刃物台に把持されているので、旋盤のベッドや主軸
台の熱変形がワークと工具刃先との相対位置関係を変化
させ、これがワークの加工誤差となる。ベッドや主軸台
の熱変形は、運転に伴って主軸の軸受部分や、加工液が
流下してくる部分が局部的に温度上昇することによって
生じる。従って、たとえば同径の多数のワークを連続的
に加工する場合など、最初に加工したワークと後で加工
したワークとの間に寸法差が生ずる。このような加工誤
差を回避するために、主軸台と刃物台の相対位置関係を
所定時間毎に計測して、刃物台の位置を補正することが
行われている。
【0003】図2ないし5は、この種の補正のための従
来手段を示したものである。図2及び3に示した例は、
主軸台1に装着した昇降自在のロッド2(図2)または
回動自在に装着したアーム3(図3)の先端に装着した
センサ4をチャック5の直前に進出させて、そのセンサ
に刃物台に装着した工具の先端を接触させ、センサ4が
接触信号を出力したときの刃物台の座標を読み取り、読
み取った座標値の経時的な変動分だけ刃物台の位置を補
正して、加工を行うというものである。センサ4を昇降
するロッド2または回動するアーム3に設けているの
は、ワーク加工時にセンサ4を退避させるためであり、
ワーク加工時にはセンサ4は上方に退避する。このよう
な手段ではロッド2やアーム3の熱変形はほとんどない
と考えてよいので、主軸台のロッド2やアーム3の装着
位置6と、工具刃先との相対位置関係の変化を計測して
補正を行っていることとなる。
【0004】この補正手段の場合、工具自体の熱変形を
含めた歪みを検出することができるという長所がある反
面、主軸中心のチャックの直前にセンサ4が進出してく
るため、ワークの加工中は補正量を検出することができ
ず、またセンサ4が昇降するロッド2や回動するアーム
3の先端に装着されているため、その昇降や回動のガイ
ド部分の遊隙や、センサを進出させたときの停止位置誤
差などに起因する計測誤差が大きくなり、高い精度での
補正を行うことができないという欠点がある。
【0005】図4及び図5の従来手段は、刃物台のタレ
ット7に装着したセンサ4で、タレット7と主軸台1
(図4)またはワーク8(図5)との相対位置関係を計
測しようというものである。ここで図4のものでは、主
軸台1に取り付けた基準ブロック9に計測面11を設け
ておき、センサ4をこの計測面に接触させることによ
り、主軸台1とタレット7との相対位置関係を計測して
いる。また図5に示すものでは、チャック5に装着した
ワーク8に直接センサ4を接触させ、ワーク8とタレッ
ト7との間の相対位置関係を計測している。理論的には
図5の手段が優れていることは明らかであり、加工後の
ワークの手前側と奥側の2点を計測することにより、ワ
ークの加工寸法、換言すれば工具自体の熱変形をも含め
た熱歪みを計測することが可能であるが、計測に時間が
かかって加工能率が低下する。また図4及び図5に示し
た手段の共通の欠点として、センサ4が二次元平面内を
移動する刃物台の上でさらに回転するタレット7に装着
されているため、センサ4の検出信号を無線で制御器に
送信しなければならず、送受信装置や送受信器のための
インタフェース回路などが必要となり、装置全体が高価
になるという欠点がある。
【0006】また図4のものでは、基準ブロック9が主
軸台1の背後(刃物台側)に設けられている(手前側に
付けることは刃物台とチャックとの干渉により困難)た
め、タレット7のインデックス装置12が、図4に示す
ように、タレット7の主軸台側に装着された装置では、
小径ワークの加工時にインデックス装置12と基準ブロ
ック9とが干渉する問題が生じ、主軸台1とタレットの
インデックス装置12とを、基準ブロック9の高さ分だ
け離した設計としなければならないので、タレット7が
その分大径となり、機械寸法や剛性などの点で不利益が
生じてくる。なお、タレット7のインデックス装置12
は、1主軸1刃物台の旋盤では、通常反主軸台側(図4
の右側)に配置されるが、2主軸2刃物台の旋盤などで
は、タレットのインデックス装置12を主軸台側に配置
する必要が生ずる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、旋盤の
熱変形を補正するための補正値の検出手段には種々のも
のがあるが、それぞれに一長一短があるのが現状であ
る。この発明は、2主軸2刃物台の旋盤のように、刃物
台のタレットのインデックス装置が、タレットの主軸台
側に設けられている旋盤に採用するのに特に好適で、構
造が簡単で計測や保守作業も容易な手段を得ることを課
題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の旋盤の歪
み補正装置は、旋盤の主軸台1から延びる保持部材14
を介して、主軸チャック5の上方部分にセンサ4が装着
されており、このセンサによって検出される検出端15
を備えた計測バー13が、旋盤の刃物台の刃物の装着位
置より上方の位置に装着されており、検出端15がセン
サ4で検出されたときの刃物台の座標の経時的な変化に
より、ワーク加工時の刃物台の位置を補正することを特
徴とするものである。
【0009】請求項2記載の発明は、請求項1記載の旋
盤の歪み補正装置において、保持部材14にセンサ4が
旋盤の手前側に向けて装着されていることを特徴とする
ものである。
【0010】
【作用】センサ4は、主軸台側の定位置に装着されてい
るが、チャック5の上方に位置しているので、チャック
5へのワークの装着や加工の邪魔にならず、またタレッ
トのインデックス装置12が、タレットの主軸台側に装
着されている装置であっても、当該インデックス装置と
センサ4やその保持部材14が干渉することはなく、機
械寸法や剛性の点で不利益が生ずることはない。またセ
ンサ4が加工領域の上方にあるので、センサ4に切粉や
切削液が付着する問題を回避することができ、特にセン
サ4を旋盤の手前側に向けて装着した請求項2の構成
は、センサ4への切粉や切削液の付着を防止するうえで
より好ましい。特にX軸(主軸直角方向の工具の移動方
向)を手前側を下方にして傾斜させたスラント型のベッ
ドを備えた旋盤においては、請求項2の構成を採用する
ことにより、センサ4が斜め下向きに装着されることと
なるので、センサ4への切粉や切削液の付着を回避する
のに特に好都合である。
【0011】センサ4に接触させることにより、刃物台
の位置を検出する計測バー13は、主軸より高い位置に
設けたセンサ4に対応するように、刃物台18にその工
具装着位置より高い位置に検出端15が位置するように
装着される。
【0012】上記事項を備えたこの発明の装置は、図4
に示す従来構造と略同等の検出精度を備えたものとする
ことができ、しかもセンサ4が主軸台側の定位置に装着
されることとなるので、センサの検出信号をケーブルで
制御器に伝達することができ、無線送受信装置やそれら
のためのインタフェース回路を必要としない。またセン
サが不動部材に装着された構造であるため、構造が簡単
であり保守も容易である。また、センサ4及び計測バー
13が、チャック5やワーク8より上方に位置するの
で、ワーク8をチャック5に把持したまま計測を行うこ
とも可能である。
【0013】なお、この発明の装置では、図4に示す従
来装置と同様、主軸台1と刃物台18との相対位置関係
を計測しているため、ワークと工具刃先との相対位置関
係に対して偏差が存在することとなるが、刃物台と主軸
台との相対位置関係の変化と、工具刃先とワークとの相
対位置関係との間には、かなり高い相関関係があるの
で、実際の機械についてそれらの相関関係を計測し、そ
れに基いて補正値を修正することにより、より正確な刃
物台位置の補正が可能である。
【0014】
【発明の実施の形態】図1はこの発明におけるセンサ4
と計測バー13の装着構造の一実施例を示したものであ
る。センサ4は、金属製の計測バー13との接触を電気
的に検出するタッチセンサである。このタッチセンサ4
は、主軸台1の上部に図示しないボルト等により固定さ
れて、チャック5の上方に延びる保持部材14の先端手
前側端部に旋盤の手前側すなわち反刃物台側に向けて装
着されている。旋盤がスラント型の旋盤であれば、通常
主軸台1も斜めになっているため、センサ4は旋盤の手
前側下方を向くこととなる。
【0015】一方、このセンサに接触する検出端15を
備えた計測バー13は、刃物台のタレット1にボルト1
6で固定されている。図に示すように、計測バー13
は、タレット7の計測バーを装着したステーションが斜
め上方の位置に割り出されたときに、その先端に設けた
検出端15がセンサ4と対向する方向を向くように、検
出端15の方向とタレットへの取付座17の面の方向と
に角度を持たせてある。従って、計測バー13は、その
取付ステーションが斜め上方に割り出されたときに計測
状態となり、ワーク8に向けて割り出されるタレット上
の工具の上方に位置することとなる。
【0016】このようにセンサ4と計測バー13とを装
着した旋盤において、ワークの加工を開始する前に、計
測バー13を斜め上方の位置に割り出して刃物台を移動
し、検出端15をセンサ4に接触させて、センサ4が検
出信号を出力したときの刃物台の座標を初期値として記
憶する。次にワークの加工を開始し、その後定められた
時間間隔が経過する毎に、計測バー13を割り出し、刃
物台を移動して、センサ4が検出端15を検出したとき
の刃物台の座標を読み取る。そして読み取った座標と初
期値とを対比することにより、主軸台1と刃物台18と
の間の相対位置の変化を検出し、実際に加工を行うとき
の刃物台の位置や計測された歪み量に対応して、予め登
録されている計算式やテーブル(換算表)により、刃物
台の補正量を算出し、NC装置から与えられる位置座標
を算出した補正値で補正して、刃物台の位置を制御す
る。これにより、運転開始後の旋盤の熱歪みに起因する
ワークと工具刃先との相対位置関係を補正して、常に所
望寸法のワークを加工することができるようにするので
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す模式的な斜視図
【図2】第1従来例を示す模式的な斜視図
【図3】第2従来例を示す模式的な斜視図
【図4】第3従来例を示す模式的な斜視図
【図5】第4従来例を示す模式的な斜視図
【符号の説明】
1 主軸台 4 センサ 5 チャック 13 計測バー 14 保持部材 15 検出端

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 旋盤の主軸台(1) から延びる保持部材(1
    4)を介して、主軸チャック(5) の上方部分にセンサ(4)
    が装着されており、このセンサによって検出される検出
    端(15)を備えた計測バー(13)が、旋盤の刃物台の刃物の
    装着位置より上方の位置に装着されており、検出端(15)
    がセンサ(4) で検出されたときの刃物台の座標の経時的
    な変化により、ワーク加工時の刃物台の位置を補正する
    ことを特徴とする、旋盤の歪み補正装置。
  2. 【請求項2】 保持部材(14)にセンサ(4) が旋盤の手前
    側に向けて装着されていることを特徴とする、請求項1
    記載の旋盤の歪み補正装置。
JP20107196A 1996-07-10 1996-07-10 旋盤の歪み補正装置 Pending JPH1029137A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2673056A1 (fr) * 1991-02-18 1992-08-21 Nec Corp Procede et systeme pour transferer une demande de droit de surveillance dans un systeme de reseau de communication par cables sous-marins.
JP2013255982A (ja) * 2012-06-14 2013-12-26 Murata Machinery Ltd 工作機械とその熱変形の補正方法
CN111331492A (zh) * 2020-03-23 2020-06-26 杭州宣阳科技有限公司 一种车身翼子板利用切割火花测量设备

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CN111331492B (zh) * 2020-03-23 2021-05-25 海安同盟机械科技有限公司 一种车身翼子板利用切割火花进行测量的设备

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