JPH10309651A - 旋盤の異形ワーク原点設定装置 - Google Patents

旋盤の異形ワーク原点設定装置

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JPH10309651A
JPH10309651A JP11680097A JP11680097A JPH10309651A JP H10309651 A JPH10309651 A JP H10309651A JP 11680097 A JP11680097 A JP 11680097A JP 11680097 A JP11680097 A JP 11680097A JP H10309651 A JPH10309651 A JP H10309651A
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work
spindle
deformed
detection sensor
unevenness
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Hidetsugu Kawai
秀貢 河合
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外周面に凹凸を有するような異形ワークが主
軸に取付けられたときの主軸の回転方向におけるワーク
の原点設定を、特別な器具を設けることなく自動的に行
えるようにする。 【解決手段】 旋盤1の刃物台4に、主軸3に保持され
ている異形ワークWの凹凸aを検出可能な凹凸検出セン
サ23を設ける。このセンサ23は、主軸3のワーク径
の計測手段を兼用するものとする。この凹凸検出センサ
23が主軸3の異形ワークWに近接した状態で主軸3を
回転させる計測時主軸制御手段24を設ける。凹凸検出
センサ23が異形ワークWの凹凸aを接触により検出し
たときの主軸3の回転位置に基づき、主軸3の回転方向
に対するワークWの原点を設定する原点設定手段25を
設ける。

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、異形ワークが旋
盤の主軸に保持されたときの主軸の回転方向に対するワ
ークの原点を自動的に設定するようにした旋盤の異形ワ
ーク原点設定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、外周面の一部に凹凸を有する円
柱状の異形ワークをタレット旋盤で加工する場合、その
異形ワークを主軸に装着したとき、主軸の回転方向に対
する異形ワークの原点位置を特定する必要がある。従
来、このような異形ワークの原点位置を特定するのに、
ワーク供給位置に置かれた異形ワークをローダで把持し
て主軸に受け渡すワーク供給過程において、ローダで把
持されるときの異形ワークの待機姿勢を、そのワーク周
面の凹凸が軸心に対して所定方向に向くように設定して
おき、主軸に異形ワークが装着されたとき、その凹凸が
主軸の回転方向に対して所定位置となるようにし、その
位置を異形ワークの原点位置としていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法では、ワーク供給位置での異形ワークの待機姿勢や、
ローダの位置制御を高精度に設定する必要があり、主軸
に装着した時点で異形ワークの原点位置を高精度に設定
できないという問題点がある。
【0004】この発明は、このような課題を解消し、特
別な器具を旋盤に付加することなく主軸での異形ワーク
の原点位置を高精度に設定できる旋盤の異形ワーク原点
設定装置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】この発明の構成を実施形
態に対応する図1を参照して説明する。この旋盤の異形
ワーク原点設定装置は、凹凸検出センサ(23)と、計
測時主軸制御手段(24)と、原点設定手段(25)と
を備えたものである。凹凸検出センサ(23)は、主軸
(3)のワーク径の計測手段を兼用するセンサであっ
て、刃物台(4)に設けられ前記主軸(3)に保持され
ている異形ワーク(W)の凹凸(a)を検出可能であ
る。計測時主軸制御手段(24)は、前記凹凸検出セン
サ(23)が主軸(3)の異形ワーク(W)に近接した
状態で主軸(3)を回転させるものである。原点設定手
段(25)は、前記凹凸検出センサ(23)が異形ワー
ク(W)の凹凸(a)を接触により検出したときの主軸
(3)の回転位置に基づき主軸(3)の回転方向に対す
るワーク(W)の原点を設定するものである。この構成
によると、刃物台(4)の移動により凹凸検出センサ
(23)が主軸(3)の異形ワーク(W)に近接した状
態で、計測時主軸制御手段(24)により主軸(3)が
回転させられ、これにより前記凹凸検出センサ(23)
が異形ワーク(W)の凹凸(a)を接触により検出する
と、このときの主軸(3)の回転位置に基づき主軸
(3)の回転方向に対するワーク(W)の原点位置が原
点設定手段(25)によって設定される。
【0006】上記構成において、前記原点設定手段(2
5)は、主軸(3)を一方向に回転させて凹凸センサ
(23)が異形ワーク(W)の凹凸(a)を接触により
検出したときの主軸(3)の回転位置と、主軸(3)を
逆方向に回転させて凹凸センサ(23)が異形ワーク
(W)の凹凸(a)を接触により検出したときの主軸
(3)の回転位置との中間位置を主軸(3)の回転方向
に対するワーク(W)の原点に設定するものとしても良
い。前記計測時主軸制御手段(24)は、主軸(3)を
一方向に回転させたときに、凹凸検出センサ(23)が
異形ワーク(W)の凹凸(a)を検出した検出信号に応
答して主軸(3)を逆方向に回転させるものとする。こ
の構成の場合、凹凸検出センサ(23)が主軸(3)の
異形ワーク(W)に近接した状態で、主軸(3)が計測
時主軸制御手段(24)により一方向に回転させられて
凹凸検出センサ(23)が異形ワーク(W)の凹凸
(a)を検出すると、主軸(3)は計測時主軸制御手段
(24)により逆方向に回転させられる。凹凸検出セン
サ(23)が異形ワーク(W)の凹凸(a)を検出する
と、原点設定手段(25)は両方の検出時の主軸(3)
の回転位置の中間位置をワーク(W)の原点位置として
設定する。また、これらの構成において、前記刃物台
(4)の移動で前記凹凸検出センサ(23)を主軸
(3)の異形ワーク(W)に接近させるときに、凹凸検
出センサ(23)が所定位置まで移動できなかったとき
に、刃物台(4)を後退させ、主軸(3)の回転位置を
変更させた後、再度刃物台(4)の移動で前記凹凸検出
センサ(23)を主軸(3)の異形ワーク(W)に接近
させるリトライ手段(26)を設けてもよい。この構成
の場合、凹凸(a)が凹凸検出センサ(23)と異なる
方向を向くように異形ワーク(W)が主軸(3)に保持
されていても、主軸(3)の異形ワーク(W)への凹凸
検出センサ(23)の接近と、主軸(3)の回転とを繰
り返すことにより、凹凸検出センサ(23)で凹凸
(a)の検出が可能となる。
【0007】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図1ない
し図4と共に説明する。図2は、この実施形態の異形ワ
ーク原点設定装置を備えたタレット式の旋盤1とガント
リー式のローダ2との関係を示す正面図である。旋盤1
は、主軸3と刃物台であるタレット4とを備えた自動旋
盤であり、旋盤1の側方にはワークWを供給および排出
するための給排ステーション5が設けられている。
【0008】ガントリーローダ2は、旋盤1の主軸3と
給排ステーション5との間でワークWの受渡しを行うも
のであり、架設レール6に沿って走行する走行台7に、
前後移動台8を介して昇降ロッド9を設け、昇降ロッド
9の下端にチャック装置10を設けて構成される。走行
台7の左右(X軸方向)走行、前後移動台8の前後(Z
軸方向)移動、および昇降ロッド9の昇降(Y軸方向)
により、チャック装置10は3次元方向に移動できる。
チャック装置10は、下向きおよび前向きの2つのロー
ダチャック11a,11bを、傾斜ガイド(図示せず)
で入替え自在に支持したスイベル式のものであり、昇降
ロッド9内に挿通した回転軸(図示せず)により、チャ
ック入替え駆動が行われる。
【0009】図1(A),(B)は、上記旋盤1の平面
図および正面図を示す。この旋盤1は、ベッド12上に
主軸台13が設置され、主軸台13にチャック爪3aを
有する主軸3が設けられている。また、ベッド12上に
は主軸台13に隣り合ってタレットスライド14のレー
ル15が設置されている。タレットスライド14は、タ
レット軸16を介してタレット4を、割り出し回転およ
び前後(Z軸方向)移動可能に搭載したものであり、X
軸サーボモータ17およびX軸送りねじ18によりX軸
方向に駆動される。タレット4の前後移動は、タレット
スライド14に搭載したZ軸移動機構(図示せず)によ
り行われる。X軸サーボモータ17には、その回転数を
X軸方向へのタレット4の移動量として計測する手段で
あるX軸ロータリエンコーダ19が連結されている。ま
た、主軸3を回転駆動する主軸モータ20には、主軸3
の回転位置を計測する手段である主軸ロータリエンコー
ダ21が連結されている。
【0010】タレット4は、正面形状が多角形のドラム
状のものであり、各周面部分からなる工具ステーション
に各種の工具22が装着してある。タレット4の一つの
工具ステーションには、周面の一部に凹凸aを有する異
形ワークWの上記凹凸aを検出可能な凹凸検出センサ2
3が取り付けられている。この検出センサ23は、主軸
3に保持される円形あるいは円柱状のワークの加工径の
計測手段に兼用されるものであって、例えば検出アーム
の先端にボールプローブを有するタッチプローブ等から
なる。このタッチプローブは、そのボールプローブがワ
ークに接触したときの変位を差動トランス等によって電
気信号に変換し、この電気信号をタッチ信号として出力
する機能を持つ。
【0011】図1(A)において、計測時主軸制御手段
24は、凹凸検出センサ23が主軸3の異形ワークWに
近接した状態で主軸3を回転させる制御手段である。原
点設定手段25は、凹凸検出センサ23が異形ワークW
の凹凸aを接触により検出したときの主軸3の回転位置
に基づき主軸3の回転方向に対するワークWの原点を設
定する手段である。リトライ手段26は、タレット4の
移動で凹凸検出センサ23を主軸3の異形ワークWに近
接させるときに、凹凸検出センサ23が所定位置まで移
動できなかったときに、タレット4を後退させ、主軸3
の回転位置を変更させた後、再度タレット4の移動で凹
凸検出センサ23を主軸3の異形ワークWに接近させる
手段である。これら計測時主軸制御手段24、原点設定
手段25、およびリトライ手段26は、この旋盤1の全
体を制御する数値制御装置およびプログラマブルコント
ローラからなる制御装置(図示せず)に設けられてい
る。
【0012】上記構成の動作を説明する。給排ステーシ
ョン5の所定のワーク供給位置P(図2)に供給され待
機している素材の異形ワークWは、ガントリーローダ2
のチャック装置10の下向き姿勢とした一方のローダチ
ャック11aによって把持され、旋盤1の主軸3の前ま
でそのままの姿勢で運ばれる。次に主軸3に保持されて
いる加工済みのワークWが、主軸3と対向するもう一方
のローダチャック11bに受け渡される。その受渡しが
終了すると、2つのローダチャック11a,11bの姿
勢の入替えが行われて、素材の異形ワークWを把持した
ローダチャック11aが主軸3と対向する前向き姿勢に
され、素材の異形ワークWが主軸3に受け渡される。な
お、ローダチャック11aが給排ステーション5から異
形ワークWを持ち上げるとき、異形ワークWはその凹凸
aがワーク軸心に対して所定の向きとなる姿勢に載置さ
れている。これにより、主軸3に受け渡された異形ワー
クWは、図3(A)に示すように、その凹凸aがタレッ
ト4側に向く姿勢とされる。
【0013】一方、タレット4側では、図3(A)に示
すように、凹凸検出センサ23が主軸3と対向する位置
に割り出し回転させてある。この状態で、X軸サーボモ
ータ17が駆動されて、図3(B)に示すように、凹凸
検出センサ23の先端のボールプローブが主軸3の異形
ワークWの凹凸aに進入する位置まで、タレット4が主
軸側に移動する。この移動は即座に停止できるスキップ
移動で行われる。異形ワークWの凹凸aは、この実施形
態では孔または凹部としてある。凹凸検出センサ23が
異形ワークWの凹凸aに進入する所定位置までタレット
4が主軸側に近接したことは、計測時主軸制御手段24
によりX軸ロータリエンコーダ19の検出量から確認さ
れる。計測時主軸制御手段24は、この確認後、主軸モ
ータ20を駆動して例えば図3(C)に示すように主軸
3を右回りに回転させる。これにより、凹凸検出センサ
23が異形ワークWの凹凸aを接触により検出すると、
その検出信号に応答して計測時主軸制御手段24が主軸
3の回転を停止させる。原点設定手段25は、このとき
の主軸3の回転位置を、主軸ロータリエンコーダ21の
検出量から求め、その回転位置に基づき、主軸3の回転
方向に対する異形ワークWの原点を設定する。
【0014】この例では、給排ステーション5での異形
ワークWの待機姿勢に多少の精度誤差があったり、ガン
トリーローダ2による異形ワークWの主軸3への供給の
位置精度に多少の誤差があったりしても、主軸3へ異形
ワークWを受け渡した後に、ワークWの原点を設定する
操作を行うので、主軸3への受渡し前の上記誤差に左右
されることなく、ワークWの原点設定を精度よく行うこ
とができる。また、凹凸検出センサ23は、ワーク径の
計測手段としてタレット4の工具ステーションに通常取
り付けられるセンサを兼用しているので、異形ワークW
の凹凸aを検出するのに特別な器具を旋盤1に付加する
必要がなく、簡単に構成できる。なお、複数箇所に凹凸
aを有する異形ワークWの場合でも、ガントリーローダ
2が異形ワークWを把持するときのワーク待機姿勢を、
所定の凹凸aを基準にして定めることによって、精度よ
く原点設定を行うことができる。
【0015】また、上記動作において、主軸3へ異形ワ
ークWを受け渡すまでのガントリーローダ2の供給精度
誤差などにより、主軸3へ保持された状態で、図4
(A)に示すように、異形ワークWの凹凸aが正しくタ
レット4に対向する横向き姿勢とならない場合は、凹凸
検出センサ23が異形ワークWの周面に当たって、タレ
ット4が主軸3側の所定位置まで近接できなくなる。こ
の場合、リトライ手段26による次のような動作によ
り、主軸3の回転位置は、異形ワークWの凹凸aがタレ
ット4に対向する横向き姿勢となるように補正される。
すなわち、図4(A)のようにタレット4が主軸3側の
所定位置に近接できないとき、タレット4を一旦後退さ
せてから、図4(B)のように主軸3を一方向(例えば
右回り方向)に微小の所定回転角だけ回転させてから、
再度、タレット4を主軸側の所定位置まで近接させる動
作を行う。凹凸検出センサ23が異形ワークWの凹凸a
内に進入する所定位置となるまで、上記動作をリトライ
手段26の制御によって繰り返す。これにより、主軸3
に異形ワークWを受け渡すまでのワーク供給精度がかな
り低い場合でも、確実に異形ワークWの原点設定を行う
ことができる。
【0016】なお、上記実施形態では、主軸3を一方向
に回転させて、凹凸検出センサ23が異形ワークWの凹
凸aを検出した時点の主軸3の回転位置に基づき、ワー
クWの原点を設定したが、図5に示すように主軸3を正
逆両方向に回転せてワークWの原点を設定してもよい。
すなわち、計測時主軸制御手段24が例えば図5(A)
に示すように主軸3を右回りに回転させて、凹凸検出セ
ンサ23が凹凸aを検出すると、その検出信号に応答し
て、計測時主軸制御手段24は図5(B)に示すように
主軸3を左回りに回転させ、原点設定手段25は、これ
により凹凸検出センサ23が凹凸aを検出するときの主
軸3の回転位置と、先に凹凸検出センサ23が凹凸aを
検出したときの主軸3の回転位置との和の1/2となる
中間位置を、主軸3の回転方向に対するワークWの原点
位置として設定するものである。これにより、ワークの
原点設定をさらに高精度に行うことができる。
【0017】
【発明の効果】この発明の旋盤の異形ワーク原点設定装
置は、刃物台に設けられ主軸のワーク径の計測手段を兼
用するセンサであって、前記主軸に保持されている異形
ワークの凹凸を検出可能な凹凸検出センサと、前記凹凸
検出センサが主軸の異形ワークに近接した状態で主軸を
回転させる計測時主軸制御手段と、前記凹凸検出センサ
が異形ワークの凹凸を接触により検出したときの主軸の
回転位置に基づき主軸の回転方向に対するワークの原点
を設定する原点設定手段とを設けたため、特別な器具を
旋盤に付加することなく主軸での異形ワークの原点位置
を高精度に設定できる。前記原点設定手段は、主軸を一
方向に回転させて凹凸検出センサが異形ワークの凹凸を
接触により検出したときの主軸の回転位置と、主軸を逆
方向に回転させて凹凸検出センサが異形ワークの凹凸を
接触により検出したときの主軸の回転位置との中間位置
を主軸の回転方向に対するワークの原点に設定するもの
とし、前記計測時主軸制御手段は、主軸を一方向に回転
させたときに、凹凸検出センサが異形ワークの凹凸を検
出した検出信号に応答して主軸を逆方向に回転させるも
のとしても良く、その場合は異形ワークの原点位置をさ
らに高精度に設定できる。また、前記リトライ手段を設
けた場合は、主軸に異形ワークを受け渡すまでのワーク
供給段階の精度が低くても、確実に異形ワークの原点設
定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A),(B)は各々この発明の一実施形態に
係る異形ワーク原点設定装置を備えた旋盤の平面図およ
び正面図である。
【図2】同旋盤とガントリーローダとを備えた工作機械
設備の正面図である。
【図3】前記異形ワーク原点設定装置の動作を示す説明
図である。
【図4】同異形ワーク原点設定装置におけるリトライ手
段の動作を示す説明図である。
【図5】この発明の他の実施形態の動作を示す説明図で
ある。
【符号の説明】
1…旋盤 3…主軸 4…タレット(刃物台) 23…凹凸検出センサ 24…計測時主軸制御手段 25…原点設定手段 26…リトライ手段 W…異形ワーク a…凹凸

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 刃物台に設けられ主軸のワーク径の計測
    手段を兼用するセンサであって、前記主軸に保持されて
    いる異形ワークの凹凸を検出可能な凹凸検出センサと、
    前記凹凸検出センサが主軸の異形ワークに近接した状態
    で主軸を回転させる計測時主軸制御手段と、前記凹凸検
    出センサが異形ワークの凹凸を接触により検出したとき
    の主軸の回転位置に基づき主軸の回転方向に対するワー
    クの原点を設定する原点設定手段とを備えた旋盤の異形
    ワーク原点設定装置。
  2. 【請求項2】 前記原点設定手段は、主軸を一方向に回
    転させて凹凸検出センサが異形ワークの凹凸を接触によ
    り検出したときの主軸の回転位置と、主軸を逆方向に回
    転させて凹凸検出センサが異形ワークの凹凸を接触によ
    り検出したときの主軸の回転位置との中間位置を主軸の
    回転方向に対するワークの原点に設定するものであり、
    前記計測時主軸制御手段は、主軸を一方向に回転させた
    ときに、凹凸検出センサが異形ワークの凹凸を検出した
    検出信号に応答して主軸を逆方向に回転させるものとし
    た請求項1記載の旋盤の異形ワーク原点設定装置。
  3. 【請求項3】 前記刃物台の移動で前記凹凸検出センサ
    を主軸の異形ワークに近接させるときに、凹凸検出セン
    サが所定位置まで移動できなかったときに、刃物台を後
    退させ、主軸の回転位置を変更させた後、再度刃物台の
    移動で前記凹凸検出センサを主軸の異形ワークに接近さ
    せるリトライ手段を設けた請求項1または請求項2記載
    の旋盤の異形ワーク原点設定装置。
JP11680097A 1997-05-07 1997-05-07 旋盤の異形ワーク原点設定装置 Withdrawn JPH10309651A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017067523A (ja) * 2015-09-29 2017-04-06 Kyb株式会社 ワークの原点検出方法及びその原点検出装置

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JP2017067523A (ja) * 2015-09-29 2017-04-06 Kyb株式会社 ワークの原点検出方法及びその原点検出装置

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