JPH11207571A - 金属切削加工装置およびその加工精度検定方法 - Google Patents
金属切削加工装置およびその加工精度検定方法Info
- Publication number
- JPH11207571A JPH11207571A JP10023774A JP2377498A JPH11207571A JP H11207571 A JPH11207571 A JP H11207571A JP 10023774 A JP10023774 A JP 10023774A JP 2377498 A JP2377498 A JP 2377498A JP H11207571 A JPH11207571 A JP H11207571A
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- Japan
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- cutting tool
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属切削加工とその加工精度検定とが同時に
行われるようにし、金属切削加工の生産性を向上させる
の 【解決手段】 ワーク２が固設される加工テーブル１
と、複数本の刃具１６を有するツールマガジン１５と、
該ツールマガジンの刃具を主軸１０に付け替える刃具自
動交換手段と、該主軸に取り付けられ刃具１１を回転さ
せるとともに該刃具を前記ワークに対して相対的に３次
元方向に移動させ該ワークを切削する装置本体と、該主
軸に取り付けられた刃具１１の外形を光学的に検出し該
刃具の磨耗状態を測定し得る磨耗検出手段２０とを具備
し、該主軸に取り付けられた刃具の外形を切削前および
切削後にてそれぞれ検出し、該切削による該刃具１０の
磨耗度によって該切削加工の精度を検定する。
行われるようにし、金属切削加工の生産性を向上させる
の 【解決手段】 ワーク２が固設される加工テーブル１
と、複数本の刃具１６を有するツールマガジン１５と、
該ツールマガジンの刃具を主軸１０に付け替える刃具自
動交換手段と、該主軸に取り付けられ刃具１１を回転さ
せるとともに該刃具を前記ワークに対して相対的に３次
元方向に移動させ該ワークを切削する装置本体と、該主
軸に取り付けられた刃具１１の外形を光学的に検出し該
刃具の磨耗状態を測定し得る磨耗検出手段２０とを具備
し、該主軸に取り付けられた刃具の外形を切削前および
切削後にてそれぞれ検出し、該切削による該刃具１０の
磨耗度によって該切削加工の精度を検定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マシニングセン
タ，ＮＣフライス盤等の刃具自動交換装置を備えた金属
切削加工装置と、その装置により加工されたワークの加
工精度を検定する方法に関するものである。
タ，ＮＣフライス盤等の刃具自動交換装置を備えた金属
切削加工装置と、その装置により加工されたワークの加
工精度を検定する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、マシニングセンタ，ＮＣフライ
ス盤等の金属切削加工装置により例えば金型等のワーク
の加工面を切削により３次元加工した際は、その加工精
度を検査するためにそのワークを該加工装置から外して
精度測定装置に移動させ、測定用プローブを該ワークに
押し当て、そのときのＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の座標を読み取
ることによりその加工精度を検査しているのが従来から
一般的に行われている方法であり、必要な精度が得られ
ていない場合は該ワークを加工装置に再設定して再度切
削加工がなされる。即ち従来ではこのように切削加工と
その加工精度検査とはそれぞれ別の場所で行われてい
た。
ス盤等の金属切削加工装置により例えば金型等のワーク
の加工面を切削により３次元加工した際は、その加工精
度を検査するためにそのワークを該加工装置から外して
精度測定装置に移動させ、測定用プローブを該ワークに
押し当て、そのときのＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の座標を読み取
ることによりその加工精度を検査しているのが従来から
一般的に行われている方法であり、必要な精度が得られ
ていない場合は該ワークを加工装置に再設定して再度切
削加工がなされる。即ち従来ではこのように切削加工と
その加工精度検査とはそれぞれ別の場所で行われてい
た。
【０００３】また、加工精度を検査するに際しては、ワ
ーク上の多数の測定ポイントにプローブを押し当てなけ
ればならず、しかもそのプローブが加工面に直角に当た
るように該プローブの姿勢と押し当て方向を各測定ポイ
ント毎に変える必要があるなど、細心の注意を要するも
のであり時間を要していた。また、このように切削加工
とその加工精度検査とをそれぞれ別の場所で行なってい
ると、ワークを移動させ設定するのに多大な時間と細心
の注意を要するので、これらのことが従来では金型等の
金属切削加工工程の生産効率を向上できない要因となっ
ていた。
ーク上の多数の測定ポイントにプローブを押し当てなけ
ればならず、しかもそのプローブが加工面に直角に当た
るように該プローブの姿勢と押し当て方向を各測定ポイ
ント毎に変える必要があるなど、細心の注意を要するも
のであり時間を要していた。また、このように切削加工
とその加工精度検査とをそれぞれ別の場所で行なってい
ると、ワークを移動させ設定するのに多大な時間と細心
の注意を要するので、これらのことが従来では金型等の
金属切削加工工程の生産効率を向上できない要因となっ
ていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、金属
切削加工とその加工精度検定とが同時に行われるように
し、金属切削加工の生産性を向上させるのに寄与しよう
とするものである。
切削加工とその加工精度検定とが同時に行われるように
し、金属切削加工の生産性を向上させるのに寄与しよう
とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのために本発明の金属
切削加工装置は、ワークが設定される加工テーブルと、
複数本の刃具を有するツールマガジンと、該ツールマガ
ジンの刃具を主軸に付け替える刃具自動交換手段と、該
主軸に取り付けられ刃具を回転させるとともに該刃具を
前記ワークに対して相対的に３次元方向に移動させ該ワ
ークを切削する装置本体と、該主軸に取り付けられた刃
具の外形を光学的に検出し該刃具の磨耗状態を測定し得
る磨耗検出手段とを具備してなることを特徴とする。ま
た本発明の加工精度検定方法は、ワークが固設される加
工テーブルと、複数本の刃具を有するツールマガジン
と、該ツールマガジンの刃具を主軸に付け替える刃具自
動交換手段と、該主軸に取り付けられ刃具を回転させる
とともに該刃具を前記ワークに対して相対的に３次元方
向に移動させ該ワークを切削する装置本体と、該主軸に
取り付けられた刃具の外形を光学的に検出し該刃具の磨
耗状態を測定し得る磨耗検出手段とを具備し、該主軸に
取り付けられた刃具の外形を切削前および切削後にてそ
れぞれ検出し、該切削による該刃具の磨耗度によって該
切削加工の精度を検定することを特徴とする。
切削加工装置は、ワークが設定される加工テーブルと、
複数本の刃具を有するツールマガジンと、該ツールマガ
ジンの刃具を主軸に付け替える刃具自動交換手段と、該
主軸に取り付けられ刃具を回転させるとともに該刃具を
前記ワークに対して相対的に３次元方向に移動させ該ワ
ークを切削する装置本体と、該主軸に取り付けられた刃
具の外形を光学的に検出し該刃具の磨耗状態を測定し得
る磨耗検出手段とを具備してなることを特徴とする。ま
た本発明の加工精度検定方法は、ワークが固設される加
工テーブルと、複数本の刃具を有するツールマガジン
と、該ツールマガジンの刃具を主軸に付け替える刃具自
動交換手段と、該主軸に取り付けられ刃具を回転させる
とともに該刃具を前記ワークに対して相対的に３次元方
向に移動させ該ワークを切削する装置本体と、該主軸に
取り付けられた刃具の外形を光学的に検出し該刃具の磨
耗状態を測定し得る磨耗検出手段とを具備し、該主軸に
取り付けられた刃具の外形を切削前および切削後にてそ
れぞれ検出し、該切削による該刃具の磨耗度によって該
切削加工の精度を検定することを特徴とする。
【０００６】
【実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を参照し
説明する。図１にこの金属切削加工装置の概略を模式斜
視図にて示した。同図において、１は加工テーブル、２
は該加工テーブル上に止め金により固定されたワーク
で、該加工テーブルはモータ３の作動によりレール４に
沿って水平面内でＸ軸方向に移動する。５は該加工テー
ブル１の上方に跨設された門形のフレーム、６はモータ
７の作動により該フレームに設けられたレール８に沿い
前記Ｘ軸と水平面内で直交するＹ軸方向に移動可能なる
ように設けられた往復台である。該往復台６内にはモー
タ９の作動によりＺ軸方向（上下方向）に移動可能なる
ように主軸駆動モータが設けられ該モータにより回転す
る主軸１０にホルダ１２を介して刃具１１が着脱自在に
取り付けられる。
説明する。図１にこの金属切削加工装置の概略を模式斜
視図にて示した。同図において、１は加工テーブル、２
は該加工テーブル上に止め金により固定されたワーク
で、該加工テーブルはモータ３の作動によりレール４に
沿って水平面内でＸ軸方向に移動する。５は該加工テー
ブル１の上方に跨設された門形のフレーム、６はモータ
７の作動により該フレームに設けられたレール８に沿い
前記Ｘ軸と水平面内で直交するＹ軸方向に移動可能なる
ように設けられた往復台である。該往復台６内にはモー
タ９の作動によりＺ軸方向（上下方向）に移動可能なる
ように主軸駆動モータが設けられ該モータにより回転す
る主軸１０にホルダ１２を介して刃具１１が着脱自在に
取り付けられる。
【０００７】１５は加工テーブル１の一側に設けられた
ツールマガジンで、該ツールマガジンは、回転テーブル
１７上にホルダ１４，１４，…に保持されて複数本の切
削用の刃具１６，１６，…が備えられている。そして、
前記往復台６を該回転テーブル１７上に移動させて主軸
１０を下降させることで目的とする任意の刃具を該主軸
に自在に付け替えできる刃具自動交換手段を備えてい
る。
ツールマガジンで、該ツールマガジンは、回転テーブル
１７上にホルダ１４，１４，…に保持されて複数本の切
削用の刃具１６，１６，…が備えられている。そして、
前記往復台６を該回転テーブル１７上に移動させて主軸
１０を下降させることで目的とする任意の刃具を該主軸
に自在に付け替えできる刃具自動交換手段を備えてい
る。
【０００８】また、２０は加工テーブル１の他側に設け
られた磨耗検出手段で、該磨耗検出手段は、レーザー光
線を発信する投光器２１とその受光器２２とからなり、
往復台６を移動させることにより該主軸１０に取り付け
られた刃具１１を該投光器２１と受光器２２の間に位置
させられる。そして該刃具１１の外形を光学的に検出し
その磨耗状態を測定し得る。
られた磨耗検出手段で、該磨耗検出手段は、レーザー光
線を発信する投光器２１とその受光器２２とからなり、
往復台６を移動させることにより該主軸１０に取り付け
られた刃具１１を該投光器２１と受光器２２の間に位置
させられる。そして該刃具１１の外形を光学的に検出し
その磨耗状態を測定し得る。
【０００９】刃具１１および１６は超鋼からなるもので
図２に例示したように胴部１８の先端に鋭利な刃縁１９
を螺旋状に形成してなり、該刃具を主軸駆動モータによ
り矢印で示したように回転させることにより、その刃先
は図３に示したように半球面状の軌跡を形成する。従っ
て加工テーブル１上に固定されたワーク２に対して、該
刃具１１を押し当てて該刃具１１をプログラマブル制御
機からの指令に従い該ワークに対して相対的に３次元方
向（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸方向）に移動させること
により該ワークを所期の３次元曲面状に切削でき金型等
の成形面となり得る。
図２に例示したように胴部１８の先端に鋭利な刃縁１９
を螺旋状に形成してなり、該刃具を主軸駆動モータによ
り矢印で示したように回転させることにより、その刃先
は図３に示したように半球面状の軌跡を形成する。従っ
て加工テーブル１上に固定されたワーク２に対して、該
刃具１１を押し当てて該刃具１１をプログラマブル制御
機からの指令に従い該ワークに対して相対的に３次元方
向（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸方向）に移動させること
により該ワークを所期の３次元曲面状に切削でき金型等
の成形面となり得る。
【００１０】しかして本発明では、主軸１０に取り付け
られた刃具１１をワーク２の切削に使用する前に投光器
２１と受光器２２の間に移動させ、該刃具１１を低速回
転させながらレーザー光線が遮られる位置を読み取るこ
とにより該刃具の外形を検出する。具体的には、刃具１
１を先ず胴部１８にてレーザー光線が遮られるように該
刃具１１を水平方向に移動させその遮光時の移動位置か
ら該刃具の中心線を求める。その後レーザー光線が該中
心線上に当たるように該刃具を上下動させ、該レーザー
光線が遮光される高さから該刃具の先端を検出する。こ
のように中心線と刃先を検出することで刃先が描く半球
面の中心点を求めることができる。そこで、該刃具１１
を中心点からＹ軸方向およびＺ軸方向に移動させ、刃先
が描く半球面の途切れる位置をレーザー光線により検出
することにより該刃具の外形を精細に検出し得る。なお
検出精度は０．０１〜０．００５ミリ単位程度の高精度
のものとする。
られた刃具１１をワーク２の切削に使用する前に投光器
２１と受光器２２の間に移動させ、該刃具１１を低速回
転させながらレーザー光線が遮られる位置を読み取るこ
とにより該刃具の外形を検出する。具体的には、刃具１
１を先ず胴部１８にてレーザー光線が遮られるように該
刃具１１を水平方向に移動させその遮光時の移動位置か
ら該刃具の中心線を求める。その後レーザー光線が該中
心線上に当たるように該刃具を上下動させ、該レーザー
光線が遮光される高さから該刃具の先端を検出する。こ
のように中心線と刃先を検出することで刃先が描く半球
面の中心点を求めることができる。そこで、該刃具１１
を中心点からＹ軸方向およびＺ軸方向に移動させ、刃先
が描く半球面の途切れる位置をレーザー光線により検出
することにより該刃具の外形を精細に検出し得る。なお
検出精度は０．０１〜０．００５ミリ単位程度の高精度
のものとする。
【００１１】こうして刃具１１の外形が測定できたとこ
ろで、予めプログラマブル制御機に設定されたプログラ
ムに従い該刃具によりワーク２を所期の形状に切削加工
する。そして切削後に該刃具の外形を同様の方法により
検出し、切削前のデータと切削後のデータとを比較する
ことにより、この切削により生じた該刃具１１の磨耗度
を算出し、その磨耗度が所定の許容範囲内にあるかどう
かを判別し、該切削加工の精度を検定する。即ち、この
磨耗度が許容範囲より大きい場合には、この刃具１１を
使用しての切削加工に十分な精度が保証されないことを
意味するので、この磨耗度を測定することによってその
切削加工の精度を確実，容易に検定することができ、仮
に十分な精度が保証されないことが判明した場合には、
ツールマガジン１５より新たな刃具１６，１６，…を選
んで主軸１０に自動的に付け替えられるようにし、その
刃具をもってワーク２を再切削することにより直ちに対
処することを可能にする。なお、測定ポイントは１個所
だけでなく複数個所とした方が磨耗状態をより精細に検
出できるようになることは言うまでもない。図４は理解
を容易にするためこの金属切削加工の精度検定方法をフ
ローチャートにて示したものである。
ろで、予めプログラマブル制御機に設定されたプログラ
ムに従い該刃具によりワーク２を所期の形状に切削加工
する。そして切削後に該刃具の外形を同様の方法により
検出し、切削前のデータと切削後のデータとを比較する
ことにより、この切削により生じた該刃具１１の磨耗度
を算出し、その磨耗度が所定の許容範囲内にあるかどう
かを判別し、該切削加工の精度を検定する。即ち、この
磨耗度が許容範囲より大きい場合には、この刃具１１を
使用しての切削加工に十分な精度が保証されないことを
意味するので、この磨耗度を測定することによってその
切削加工の精度を確実，容易に検定することができ、仮
に十分な精度が保証されないことが判明した場合には、
ツールマガジン１５より新たな刃具１６，１６，…を選
んで主軸１０に自動的に付け替えられるようにし、その
刃具をもってワーク２を再切削することにより直ちに対
処することを可能にする。なお、測定ポイントは１個所
だけでなく複数個所とした方が磨耗状態をより精細に検
出できるようになることは言うまでもない。図４は理解
を容易にするためこの金属切削加工の精度検定方法をフ
ローチャートにて示したものである。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の切削加工
装置およびその加工精度検定方法によれば、刃具の磨耗
度を検出することによって切削の直後にその切削加工の
精度を検定することができるので、精度検査が容易にな
り、従来のようにワークを移動させ検査を行わなくても
よいので、金属切削加工の生産効率を大きく向上させる
ことができる有益な効果がある。
装置およびその加工精度検定方法によれば、刃具の磨耗
度を検出することによって切削の直後にその切削加工の
精度を検定することができるので、精度検査が容易にな
り、従来のようにワークを移動させ検査を行わなくても
よいので、金属切削加工の生産効率を大きく向上させる
ことができる有益な効果がある。
【図１】本発明に係る金属切削加工装置の概略を示す斜
視図である。
視図である。
【図２】刃具の先端部の側面図である。
【図３】刃具の先端部の外形検出時の説明図である。
【図４】本発明に係る切削加工精度検定方法のフローチ
ャートである。
ャートである。
１ 加工テーブル ２ ワーク １０ 主軸 １１ 刃具 １５ ツールマガジン １６ 刃具 ２０ 磨耗検出手段 ２１ 投光器 ２２ 受光器
Claims (2)
- 【請求項１】 ワークが設定される加工テーブルと、複
数本の刃具を有するツールマガジンと、該ツールマガジ
ンの刃具を主軸に付け替える刃具自動交換手段と、該主
軸に取り付けられ刃具を回転させるとともに該刃具を前
記ワークに対して相対的に３次元方向に移動させ該ワー
クを切削する装置本体と、該主軸に取り付けられた刃具
の外形を光学的に検出し該刃具の磨耗状態を測定し得る
磨耗検出手段とを具備してなることを特徴とした金属切
削加工装置。 - 【請求項２】 ワークが固設される加工テーブルと、複
数本の刃具を有するツールマガジンと、該ツールマガジ
ンの刃具を主軸に付け替える刃具自動交換手段と、該主
軸に取り付けられ刃具を回転させるとともに該刃具を前
記ワークに対して相対的に３次元方向に移動させ該ワー
クを切削する装置本体と、該主軸に取り付けられた刃具
の外形を光学的に検出し該刃具の磨耗状態を測定し得る
磨耗検出手段とを具備し、該主軸に取り付けられた刃具
の外形を切削前および切削後にてそれぞれ検出し、該切
削による該刃具の磨耗度によって該切削加工の精度を検
定することを特徴とした金属切削加工精度検定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10023774A JPH11207571A (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | 金属切削加工装置およびその加工精度検定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10023774A JPH11207571A (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | 金属切削加工装置およびその加工精度検定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11207571A true JPH11207571A (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=12119700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10023774A Pending JPH11207571A (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | 金属切削加工装置およびその加工精度検定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11207571A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012159498A (ja) * | 2011-01-12 | 2012-08-23 | Canon Inc | 変位測定装置、変位測定方法、光学用部材成形用金型の製造方法及び光学用部材 |
| CN112484637A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-03-12 | 哈尔滨理工大学 | 一种用于数控机床的可调节的刀具磨损检测装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09300178A (ja) * | 1996-05-11 | 1997-11-25 | Makino Milling Mach Co Ltd | 工具の刃先位置測定機能を備えたｎｃ工作機械 |
-
1998
- 1998-01-20 JP JP10023774A patent/JPH11207571A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09300178A (ja) * | 1996-05-11 | 1997-11-25 | Makino Milling Mach Co Ltd | 工具の刃先位置測定機能を備えたｎｃ工作機械 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012159498A (ja) * | 2011-01-12 | 2012-08-23 | Canon Inc | 変位測定装置、変位測定方法、光学用部材成形用金型の製造方法及び光学用部材 |
| CN112484637A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-03-12 | 哈尔滨理工大学 | 一种用于数控机床的可调节的刀具磨损检测装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041115 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070725 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070807 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071204 |