JPH1142535A - 内径加工寸法の補正方法及びこの補正方法を実施可能なｎｃ旋盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １台の測定器による外径測定値に基づき、ワ
ークの所望箇所の内径加工寸法を適正に補正できる方法
及びその方法を実施可能なＮＣ旋盤を提供する。 【解決手段】 Ｐ１…補正対象の中ぐり加工用工具によ
り中ぐり加工されたワークの内径寸法が所定公差内に納
まった状態を設定。Ｐ２…当該中ぐり加工用工具により
測定用ワークを外丸削り加工する。Ｐ３…加工後の測定
用ワークの外径を測定。Ｐ４…外径測定が１回目か否か
を判断。Ｐ５…１回目の外径測定値を外径寸法初期値と
して格納。Ｐ６…連続加工運転の所定時期に行った２回
目の外径測定値と格納された外径寸法初期値との差（寸
法変化量ａ）を求める。Ｐ７…外径の寸法変化量ａを、
同一の中ぐり加工用工具により中ぐり加工される製品ワ
ークの内径の寸法変化量−ｋａに換算。Ｐ８…当該工具
の工具データに内径寸法補正値−ｋａを加算。Ｐ９…補
正工具データに基づき製品ワークを中ぐり加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中ぐり加工される
ワークの内径の寸法変化を補正する方法に関し、特に、
ＮＣ旋盤における内径加工寸法の補正方法に関する。さ
らに本発明は、この補正方法を実施可能なＮＣ旋盤に関
し、特に、互いに対向同心配置される第１主軸及び第２
主軸と、第１及び第２主軸の近傍に配置されるタレット
形刃物台及び櫛歯形刃物台とを具備したＮＣ旋盤に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に旋削加工において、加工される工
作物（ワーク；本明細書では、未加工素材、半加工品及
び加工完了品をいずれもワークと称する）の加工後の寸
法は、工具の摩耗や、工作機械の種々の構成要素の熱変
位等の要因により、経時的な変化（目標値からのずれ）
を生じる。そこで、製品寸法を適正に維持するために、
ワークの要測定箇所（寸法精度が要求される箇所）の寸
法をタッチセンサ等の測定器により直接測定し、適切な
補正量を求めた上で、この補正量を工具データに加算す
る加工寸法補正方法が一般に行われている。

【０００３】外径加工寸法を補正する方法として、例え
ば特開昭６２−１３０１５６号公報は、タレット形刃物
台を有するＮＣ旋盤において、タレット形刃物台にタッ
チセンサを設置し、タレット形刃物台をＮＣ動作させる
ことにより、ワークの外径を直接測定する方法を開示す
る。また特開平９−３８８４４号公報は、櫛歯形刃物台
を有するＮＣ旋盤において、櫛歯形刃物台に測定器を設
置して、加工されたワークの外径を測定するとともに比
較用ゲージを測定し、両測定値の差の値の変化に応じ
て、外径加工データを自動補正する方法を開示する。

【０００４】他方、内径加工寸法を補正する場合は、例
えばマイクロメータ等を用いてワークの内径を手作業で
直接計測することにより、補正量を求める方法が一般的
である。或いは、特開昭６２−１３０１５６号公報に開
示されるようなタッチセンサを用いてワークの内径を測
定することも、種々の制約があるが不可能ではない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ワークの内径測定にお
いては、要測定箇所が極小径の穴であるといった寸法上
の制約や、テーパ形状、狭窄形状、凹形状といった内径
部分の形状の制約により、所望の測定箇所を正確に測定
することが困難な場合がある。例えば、極小径の穴の内
径を測定する場合、測定器の測定端子は穴内面への接近
が可能なように十分に小さくなければならないが、測定
端子が小さくなれば測定端子の剛性も低下するので、十
分な測定圧力での測定が困難となり、高い測定精度を維
持できなくなる危惧がある。したがって測定端子を小形
化することには限界があり、その結果、測定可能な内径
寸法が制限される。

【０００６】他方、一般的寸法の測定端子よりも測定対
象の穴の内径寸法が大きい場合であっても、穴の内径測
定位置は測定端子の接近が容易な開口部近傍に限定され
る傾向があり、穴の内奥に寸法精度を要する箇所がある
場合にはその箇所を直接に測定することが困難になる。
また内径測定においては、排出されない切粉の存在によ
り測定結果が影響を受けることもしばしばである。こう
した課題は、複雑形状の穴の場合に特に顕著となる。こ
のように、内径測定は外径測定に比べ、測定位置が制限
されるだけでなく、測定位置の誤差の影響を受け易いと
いった課題がある。

【０００７】また、ワークの内径と外径との双方を測定
する場合には、内径も外径も測定できる測定器か、内径
専用及び外径専用の２台の測定器を用いる必要がある。
さらに、１つのワークに要測定箇所が複数あり、それら
要測定箇所の寸法目標値が異なる場合には、１台の測定
器の測定可能寸法範囲の制限から、測定箇所毎に異なる
複数の測定器を使用する必要が生じることもある。

【０００８】このように、ワークの内径測定は外径測定
に比べ、測定を行うこと自体が困難であり、あらゆる寸
法及び形状に中ぐり加工されたワークの穴の所望箇所の
内径を、１台の測定器によりμｍ単位の精度で測定し、
かつ内径加工寸法を適正に補正することは非常に困難で
あった。

【０００９】したがって本発明の目的は、ＮＣ旋盤にお
いて、１台の測定器を使用した単純かつ正確な測定に基
づき、ワークの所望箇所の内径加工寸法の誤差すなわち
目標値からのずれを適正に補正できる方法を提供するこ
とである。本発明の他の目的は、そのような補正方法を
実施可能なＮＣ旋盤であって、ＮＣ制御下でワークの内
径加工寸法を適正に自動補正できるＮＣ旋盤を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ＮＣ旋盤における内径加工寸法の補正方
法であって、中ぐり加工用工具を用いてワークの外周面
を旋削し、外周面を旋削されたワークの、旋削後の外径
の寸法変化量を測定、算出し、算出された外径の寸法変
化量によって、中ぐり加工用工具の工具データを補正す
る、各ステップを有したことを特徴とする内径加工寸法
の補正方法を提供する。

【００１１】この方法では、ワークの内径を直接測定せ
ずにワークの外径を測定して、その外径の寸法変化量に
より、製品加工に用いられる中ぐり加工用工具の工具デ
ータを補正する。したがって外径の測定に、十分な測定
精度を発揮できる一般的大きさの測定器を使用すれば、
ワークの内径部分の形状及び寸法による制約を受けるこ
となく、所望箇所の内径加工寸法の目標値からのずれを
適正に補正することができる。また、ワークの外周形状
を任意の測定器の測定可能寸法範囲に適合する外径を有
した単純形状に旋削し、この１箇所の外径の寸法変化量
により中ぐり加工用工具の工具データを補正することが
できるので、内径部分に寸法精度を要する異径の箇所が
複数ある場合でも、１台の測定器による測定に基づいて
全ての箇所の寸法補正を行うことができる。

【００１２】さらに本発明は、上記した内径加工寸法の
補正方法において、ワークの外周面を旋削するステップ
が、中ぐり加工用工具を用いて測定用のワークの外周面
を旋削するステップからなる補正方法を提供する。測定
用のワークを使用すれば、外周面を旋削した後の外径は
製品形状の制約を受けることなく自由に設定できる。し
かも、測定用のワークの設定外径を変更しない限り、製
品としての外形及び外寸が異なるワークに対し内径加工
寸法を補正する場合にも、測定器の再調整は不要とな
る。

【００１３】さらに本発明は、上記した内径加工寸法の
補正方法において、ワークの外径の寸法変化量を測定、
算出するステップが、基準外形寸法を有した基準ゲージ
の基準外形寸法と、外周面を旋削されたワークの外径と
を比較測定し、その比較測定値に基づき外径の寸法変化
量を算出するステップからなる補正方法を提供する。こ
のように基準ゲージを使用すれば、補正を行う際の目標
値及び実際値のいずれもが比較測定値となるので、温度
変化による測定器の測定精度への影響を可及的に低減で
きる。

【００１４】さらに本発明は、第１主軸と、第１主軸に
対向同心配置される第２主軸と、第１及び第２主軸の近
傍に配置されるタレット形刃物台と、第１及び第２主軸
の近傍に配置される櫛歯形刃物台とを具備したＮＣ旋盤
において、タレット形刃物台及び櫛歯形刃物台の少なく
とも一方に装着された中ぐり加工用工具によるワークの
内径加工寸法の変化量を自動補正するために、タレット
形刃物台に設置され、基準外形寸法を有した基準ゲージ
と、櫛歯形刃物台に設置され、基準ゲージの基準外形寸
法並びに第１及び第２主軸に把持されたワークの外径を
測定可能な測定器と、中ぐり加工用工具により外周面を
旋削されたワークの、測定器により測定された旋削後の
外径と、測定器により測定された基準ゲージの基準外形
寸法との差を随時算出し、算出した差の値の変化量によ
って、中ぐり加工用工具の工具データを補正する補正手
段、とを具備したことを特徴とするＮＣ旋盤を提供す
る。

【００１５】このＮＣ旋盤は、ＮＣ制御下で、比較測定
による高精度の測定に基づき、ワークの内径加工寸法を
適正に自動補正できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明をその好適な実施の形態に基づき詳細に説明する。図
１は、本発明の一実施形態による内径加工寸法補正方法
の機能の概念を示すブロック図である。

【００１７】図示のように、まず準備ステップとしてＰ
１で、内径加工寸法の補正を行う対象となる中ぐり加工
用工具により、製品となるワーク（以下、製品ワークと
称する）の中ぐり加工を行い、加工されたそのワークの
要測定箇所（寸法精度を要求される箇所）の内径寸法が
予め定めた公差内に納まった状態を設定し、その状態に
対象工具データを調整する。この準備ステップＰ１は、
当該工具による連続加工運転の開始前に行う。次にＰ２
で、当該中ぐり加工用工具により、測定用ワークに外丸
削り加工を実施し、Ｐ３で、加工された測定用ワークの
外径を直接に測定する。図２は、この測定に使用可能な
測定器の一例を示す。

【００１８】続いて、内径加工寸法を補正するための補
正値の演算ステップに移る。まずＰ４で、Ｐ３の外径測
定が当該中ぐり加工用工具に対し１回目であるか否かを
判断し、１回目のときはＰ５で、その外径測定値を例え
ばＮＣのマクロ変数等の形でデータ格納領域へ外径寸法
初期値として格納する。この外径寸法初期値は、Ｐ１で
の工具データ調整により、予め定めた公差内に納まった
ものとなっている。次にＰ６で、連続加工運転における
所定時期（後述する）に製品ワークの中ぐり加工を中断
し、再度Ｐ２及びＰ３の作業を行って得られた２回目の
外径測定値と、格納された外径寸法初期値との差すなわ
ち寸法変化量ａを求める。

【００１９】ここで、中ぐり加工用工具により外丸削り
加工されたワークの外径が、予め定めた公差内に納まっ
た寸法初期値と比べてある量ａだけ変化した場合に、外
径を加工したものと同じ中ぐり加工用工具を用いてワー
クの中ぐり加工を行うときの、予測される内径の寸法変
化量は−ｋａとなる。すなわち、外径が増加したときに
は内径は減少する。なおｋ（ｋ＞０）は、加工条件によ
って変化する変数であり、切削速度、切削送り速度、切
込みの条件等が内径加工と外径加工とで等しい場合に
は、ほぼｋ＝１となる。

【００２０】このような原理に基づき、Ｐ７で、測定用
ワークの外径の寸法変化量ａを、同一の中ぐり加工用工
具により中ぐり加工される製品ワークの内径の予測され
る寸法変化量−ｋａに換算し、内径寸法補正値とする。
続いてＰ８で、当該中ぐり加工用工具の工具データに内
径寸法補正値−ｋａを加算してデータ補正し、Ｐ９で、
補正された工具データに基づき、製品ワークの中ぐり加
工を実施する。このようにして、工具磨耗や機械構成要
素の熱変位による工具刃先位置の変動を自動的に計測か
つ補正し、当該工具により中ぐり加工された製品の内径
寸法精度を高水準に維持することが可能となる。

【００２１】図３は、同一工具を用いて加工を行ったと
きの内径寸法変化量と外径寸法変化量との関係を示す。
実験として、ＳＵＳ３０３とＣ３６０４とのそれぞれか
らなるワークに対し、中ぐり加工用工具の刃先位置を変
化させながら同一加工条件で中ぐり及び外丸削り加工を
実施し、刃先位置の変化量に対応するワークの内径及び
外径の寸法変化量を測定した。各測定値を一次関数によ
り近似した結果、図示のようにいずれの材料のワークで
も、ほぼｋ＝１の関係を有することが確認された。なお
ｋ＝１に対するｋ値のバラツキは１０％以内に納まって
いた。

【００２２】このようにほぼｋ＝１となる条件下では、
製品ワークに中ぐり加工を行うものと同じ中ぐり加工用
工具により外丸削り加工された測定用ワークの外径を随
時測定した結果、求められた外径の寸法変化量ａに、−
１を乗じたものが内径寸法補正値になる。さらにこの内
径寸法補正値−ａを、工具摩耗や工具長さ等の工具デー
タに加算することによって、工具刃先位置が適正に修正
され、中ぐり加工を行う後続のワークの内径寸法が所定
の公差内に納まるようになる。

【００２３】図４は、製品ワークの中ぐり加工のプログ
ラムの一例を示す。ブロックＮ１では、中ぐり加工用工
具を選択している。ブロックＮ２では、主軸を指定され
た回転数で正転させている。ブロックＮ３及びブロック
Ｎ４では、工具の補正番号を指定して、ワークに中ぐり
加工を施すための工具の動きを指定している。ブロック
Ｎ５及びブロックＮ６では、ワークから工具を逃がすた
めの工具の動きを指定している。

【００２４】図５は、測定用ワークの外丸削り加工のプ
ログラムの一例を示す。ブロックＮ１では、中ぐり加工
用工具を選択している。ブロックＮ２では、主軸を指定
された回転数で逆転させている。ブロックＮ３及びブロ
ックＮ４では、工具の補正番号を指定して、中ぐり加工
用工具を用いて測定用ワークに外丸削り加工を施すため
の工具の動きを指定している。ブロックＮ５及びブロッ
クＮ６では、ワークから工具を逃がすための工具の動き
を指定している。ブロックＮ７では、外径測定を行うた
めに主軸の回転を止めるよう指示している。

【００２５】図６は、例えばＮＣ旋盤のＮＣ装置等の、
制御装置によるワーク加工プログラムの一連の処理動作
の中で、測定用ワークの加工及び測定、補正値の演算、
工具データへの補正値の加算等の、種々の処理を行う手
順を示すフローチャートである。以下、各ステップＳ１
〜Ｓ８の処理内容を簡単に説明する。 〔Ｓ１〕測定用ワークの測定インターバルを、寸法補正
の対象となる中ぐり加工用工具により中ぐり加工された
製品ワークの加工済個数により特定する。製品ワークの
加工済個数ｉが、測定を実施するときの規定個数として
予め定めた個数Ｎに等しければ、測定用ワークを主軸に
把持してステップＳ２に進み、さもなければ次の製品ワ
ークを主軸に把持してステップＳ７へ進む。 〔Ｓ２〕対象の中ぐり加工用工具を用いて、測定用ワー
クの外丸削り加工を実施する。刃物台及び主軸の動作を
指令する。 〔Ｓ３〕外丸削り加工された測定用ワークの外径を、測
定器により測定する。測定器の動作を指令する。 〔Ｓ４〕測定後の測定用ワークを回収又は廃棄する。刃
物台及び主軸の動作を指令する。 〔Ｓ５〕測定器による測定結果に基づき、内径寸法補正
値を演算する。 〔Ｓ６〕対象の工具データへ、ステップＳ５にて算出さ
れた内径寸法補正値を加算する。 〔Ｓ７〕同一の中ぐり加工用工具を用いて、製品ワーク
の中ぐり加工を実施する。刃物台及び主軸の動作を指令
する。 〔Ｓ８〕製品ワークの中ぐり加工を終了するか否かを判
断し、加工を続ける場合はステップＳ１に進み、終了の
場合は本フローチャートを終了する。 なお、上記各ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５及
びＳ６は、Ｓ７とＳ８との間にあっても良いし、Ｓ７の
中に含まれても良い。

【００２６】上記した内径加工寸法の補正方法では、中
ぐり加工用工具により中ぐり加工を行う製品ワークとは
別の測定用ワークに、同一の中ぐり加工用工具を用いて
外丸削り加工を実施する構成とした。この場合の測定用
ワークには、ＮＣ旋盤における一連の旋削作業におい
て、工具に対して自動的に供給される長寸の棒材からな
るワークの一部分を用いることができる。つまり、１つ
の棒材の所定長さ部分を製品ワークとし、１つの棒材か
ら多数の製品ワークを連続的に加工する自動作業を設定
すれば、その棒材の所望の部分を測定用ワークとして、
上記した内径加工寸法の補正方法を実施する一連の作業
を割込ませて遂行し、工具データを補正した後は測定用
ワークの部分を切落として廃棄し、残りの棒材にさらに
連続して製品ワークの加工を遂行することができるので
ある。

【００２７】また、上記した内径加工寸法の補正方法で
は、中ぐり加工用工具により外丸削り加工された測定用
ワークの外径を、測定器により直接に測定して得られた
絶対寸法を、補正を行う際の目標値及び実際値として使
用することができる。或いは、基準外形寸法を有した基
準ゲージを用意して、まず基準ゲージの基準外形寸法を
測定し、次に外丸削り加工された測定用ワークの外径を
測定し、それら測定された基準外形寸法と外径との差を
随時算出して、この差の値すなわち比較測定値を、補正
を行う際の目標値及び実際値として使用することもでき
る。この場合、比較測定値の変化量を、同一の中ぐり加
工用工具により中ぐり加工される製品ワークの内径の寸
法変化量に換算し、対象工具データの内径寸法補正値と
する。

【００２８】このように基準ゲージを使用した場合は、
補正を行う際の目標値及び実際値のいずれもが比較測定
値となるので、環境温度変化により測定器の測定機能が
影響を受けた場合にも、測定精度及び結果として補正精
度に及ぼす影響は可及的に低減される。したがって、絶
対寸法を採用する場合は、温度変化による影響を受け難
い測定器を使用することが肝要である。

【００２９】次に図７〜図１２を参照して、上記した内
径加工寸法補正方法を実施可能な本発明の一実施形態に
よるＮＣ旋盤の構成を説明する。図１２は、従来公知の
基本的構造を有するＮＣ旋盤１００を概略で示す。ＮＣ
旋盤１００は、機台１０２と、機台１０２上で水平Ｚ₁
軸に沿って往復移動可能に設置される第１主軸１０４
と、機台１０２上で第１主軸１０４に対向して同心配置
され、Ｚ₁ 軸と共軸の水平Ｚ₃ 軸に沿って往復移動可能
に設置される第２（背面）主軸１０６と、第１及び第２
主軸１０４、１０６の先端の近傍に配置され、機台１０
２上でＺ₁ 軸及びＺ₃ 軸に直交するとともに互いに直交
するＸ₁ 軸とＹ₁ 軸とに沿って往復移動可能に設置され
る櫛歯形刃物台１０８と、第１及び第２主軸１０４、１
０６の先端の近傍でそれら主軸に関し櫛歯形刃物台１０
８の反対側に配置され、機台１０２上でＺ₁ 軸及びＺ₃
軸に平行なＺ₂ 軸とＺ₂ 軸に直交するＸ₂ 軸とに沿って
往復移動可能に設置されるタレット形刃物台１１０とを
備える。タレット形刃物台１１０は、Ｚ₂ 軸の周りで割
出回転可能である。

【００３０】第１主軸１０４の先端位置には、第１主軸
１０４に把持されたワーク（図示せず）を回転及び摺動
可能に支持するガイドブッシュ１１２が機台１０２上に
静止配置される。旋削作業中に、ガイドブッシュ１１２
はワークの被加工箇所を所定位置に支持するとともに、
ワークをＺ₁ 軸に沿って案内するように作用する。櫛歯
形刃物台１０８及びタレット形刃物台１１０は、バイト
や他の工具を保持してガイドブッシュ１１２に容易に接
近でき、ガイドブッシュ１１２に支持されたワークを所
望の工具が加工する。第２主軸１０６は、ガイドブッシ
ュ１１２を介して第１主軸１０４から送り出されたワー
クを受け取る。櫛歯形刃物台１０８及びタレット形刃物
台１１０は同様に第２主軸１０６の先端位置に容易に接
近でき、第１主軸１０４側で加工しなかったワークの残
りの部分を所望の工具が加工する。ＮＣ旋盤１００は、
図示しないＮＣ制御装置の制御のもとで、第１及び第２
主軸１０４、１０６並びに櫛歯形及びタレット形刃物台
１０８、１１０が多軸動作し、ワークを所望形状に自動
加工する。

【００３１】なお、好ましくはＮＣ旋盤１００は、バー
フィーダと称する棒材供給装置（図示せず）を備え、長
寸の棒材からなるワークを第１主軸１０４からガイドブ
ッシュ１１２を介して、櫛歯形刃物台１０８及びタレッ
ト形刃物台１１０に近接する所定の旋削作業位置に自動
的かつ断続的に供給する構成を有する。このような構成
によれば、１つの棒材の所定長さ部分を製品ワークと
し、自動的に供給される１つの棒材から多数の製品ワー
クを連続的に加工する自動作業を設定できる。

【００３２】図７は、図１２のＮＣ旋盤１００におい
て、前述した本発明の実施形態による内径加工寸法補正
方法を実施するための主要な構成部材を概略で示す。そ
れら構成部材は、ＮＣ旋盤１００のタレット形刃物台１
１０に設置され、基準外形寸法ｄを有した基準ゲージ１
０と、櫛歯形刃物台１０８に設置され、基準ゲージ１０
の基準外形寸法ｄ及び第１主軸側のガイドブッシュ１１
２に支持されたワークＷの外径Ｄを測定可能な測定器２
０とを含む。

【００３３】基準ゲージ１０は専用の治具１２により、
タレット形刃物台１１０の所望の工具装着位置に、他の
工具（図示せず）に干渉しないように装着される。好ま
しくは基準ゲージ１０は、その外径が基準外形寸法ｄを
構成する円柱状部材であり、ワークの熱膨張率に近い熱
膨張率を有した材料で望ましくは耐腐食性硬質材料から
形成される。この場合、基準ゲージ１０の軸線は、ガイ
ドブッシュ１１２に支持されたワークＷの軸線Ａに実質
的平行に配置されることが好ましい。或いは、測定器２
０による測定が可能な基準外形寸法ｄを有することを条
件として、多角柱形状、中空形状等、様々な形状を基準
ゲージ１０に採用することもできる。なお基準ゲージ１
０の基準外形寸法ｄは、加工寸法補正を行う際の目標値
及び実際値を後述する測定用ワークＷ_D （図９（ａ））
の外径Ｄとの比較により規定するためのものであり、製
品ワークＷ_P （図９（ｂ））の寸法、形状に関わらず任
意の値を採ることができる。

【００３４】測定器２０は、図２に明示したように一対
の測定爪２２を有し、両測定爪２２の間に測定対象物を
挟持することにより挟持箇所の寸法を測定する。測定器
２０の構造はそれ自体公知のものであり、詳述しない。
また、本発明の目的に適合するあらゆる形式の測定器を
使用できる。

【００３５】図７に示すように測定器２０は、専用の取
付装置２４により櫛歯形刃物台１０８に、他の工具２６
に干渉しないように摺動可能に装着される。図示実施形
態では、測定器２０はその一対の測定爪２２がガイドブ
ッシュ１１２に接近する方向に傾斜した姿勢で、取付装
置２４により支持される。この姿勢で、櫛歯形刃物台１
０８、タレット形刃物台１１０及び取付装置２４の摺動
機構（図示せず）がＮＣ動作することにより、測定器２
０の測定爪２２が、ガイドブッシュ１１２に支持された
ワークＷ及びタレット形刃物台１１０上の基準ゲージ１
０に選択的に接近し、ワークＷの外径Ｄ及び基準ゲージ
１０の基準外形寸法ｄを測定する。なお図示しないが、
測定器２０は図７の姿勢で、第２主軸１０６に把持され
たワークの外径を測定することもできる。

【００３６】本発明の実施形態によるＮＣ旋盤１００は
さらに、図１を参照して既に説明したように、中ぐり加
工用工具を用いて外丸削り加工されたワークの外径を随
時測定し、その外径の変化量を、同じ中ぐり加工用工具
による中ぐり加工工程の数値データの補正値に換算する
ための補正値演算手段３０（図１のブロックＰ４〜Ｐ７
に相当）と、測定器２０による基準ゲージ１０及びワー
クの測定動作を制御するとともに、補正値演算手段３０
が算出した補正値により補正した数値データに基づき、
中ぐり加工用工具によるワークの中ぐり加工動作を制御
する制御手段４０（図１のブロックＰ９に相当）とを備
える。補正値演算手段３０及び制御手段４０は、本願請
求項４に記載した発明の補正手段を構成し、それぞれＮ
Ｃ旋盤１００のＮＣ装置（図示せず）の演算制御部及び
サーボモータ制御部に組込むことができる。

【００３７】なお、中ぐり加工を行う製品ワークＷ_P と
は異なる測定用ワークＷ_D に外丸削り加工を実施して、
その外径変化量を測定することが有利なことは、既に説
明した通りである。特にＮＣ旋盤１００では、前述した
バーフィーダを備えることにより、自動的に供給される
長寸の棒材に対する多数の製品ワークＷ_P の連続加工作
業中に、同棒材の所望部分を測定用ワークＷ_D として、
前述した内径加工寸法の補正方法を実施する一連の作業
を割込ませて遂行し、工具データを補正した後は測定用
ワークＷ_D の部分を切落として廃棄し、残りの棒材にさ
らに連続して製品ワークＷ_P の加工を遂行することがで
きる。この場合、好ましくは測定用ワークＷ_D は、測定
器２０による比較測定を可能にするために、基準ゲージ
１０の基準外形寸法ｄに近似した外径Ｄに旋削される。
或いはまた、製品の形状によっては、棒材の製品ワーク
部分の一部の外周面を基準ゲージ１０の基準外形寸法ｄ
に近似した外径Ｄに旋削し、この外径Ｄを測定すること
により前述した内径加工寸法の補正方法を実施して、当
該製品ワーク部分に中ぐり加工を行い、その後、当該製
品ワーク部分の外周面全体を仕上加工することにより製
品を得る構成とすることもできる。

【００３８】以下、図８及び図９を参照して、補正値演
算手段３０及び制御手段４０による製品ワークＷ_P の内
径加工寸法補正及び中ぐり加工の手順（図１のステップ
Ｐ２〜Ｐ９及び図６のステップＳ２〜Ｓ７に対応）を、
各構成部材の動作に関連して説明する。この場合、図１
の準備ステップＰ１は完了しているものとする。

【００３９】まず図９（ａ）で、寸法補正の対象となる
中ぐり加工用工具５０をタレット形刃物台１１０に装着
し、制御手段４０の制御下で、棒材の一部分である測定
用ワークＷ_D を把持した第１主軸１０４（図１２）を通
常の中ぐり加工時の回転方向の逆方向に回転するととも
に、タレット形刃物台１１０をＮＣ動作させて、ガイド
ブッシュ１１２に支持された測定用ワークＷ_D の外丸削
り加工を実施する。このときの目標外径寸法は、基準ゲ
ージ１０の基準外形寸法ｄである。次に図８（ａ）で、
タレット形刃物台１１０を割出回転して、タレット形刃
物台１１０に装着した基準ゲージ１０を測定器２０に対
向可能な位置へ配置し、図８（ｂ）で、タレット形刃物
台１１０、櫛歯形刃物台１０８及び測定器２０をＮＣ動
作させて、測定器２０により基準ゲージ１０の基準外形
寸法ｄを測定する。このとき図示のように、第１主軸１
０４をＮＣ動作させて測定用ワークＷ_D をガイドブッシ
ュ１１２内に一時的に引き込み、測定用ワークＷ_D と基
準ゲージ１０との衝突を回避することが好ましい。

【００４０】次に図８（ｃ）で、タレット形刃物台１１
０及び第１主軸１０４をＮＣ動作させて、基準ゲージ１
０を遠ざけるとともに測定用ワークＷ_D をガイドブッシ
ュ１１２から突出させ、測定器２０により測定用ワーク
Ｗ_D の旋削後の外形Ｄを測定する。測定後の測定用ワー
クＷ_D は、所望の工具により切落として回収又は廃棄す
る。この外形測定が１回目のとき、補正値演算手段３０
（図１）は、中ぐり加工用工具５０により公差内に外丸
削り加工された測定用ワークＷ_D の、測定器２０により
測定した外径Ｄと、測定器２０により測定した基準ゲー
ジ１０の基準外形寸法ｄとの差を求め、この差の値を外
径比較寸法初期値として記憶する。

【００４１】その後、図９（ｂ）に示すように、タレッ
ト形刃物台１１０を割出回転して、測定用ワークＷ_D を
外丸削り加工したものと同一の中ぐり加工用工具５０を
ガイドブッシュ１１２に対向配置するとともに、同じ棒
材の後続部分である製品ワークＷ_P を把持した第１主軸
１０４（図１２）を通常の中ぐり加工時の回転方向に回
転し、かつタレット形刃物台１１０をＮＣ動作させて、
ガイドブッシュ１１２に支持された製品ワークＷ_P の中
ぐり加工を実施する。この中ぐり加工は、ＮＣ制御によ
り同じ棒材の多数の製品ワークＷ_P に連続して行われ
る。

【００４２】そして連続加工運転における前述した所定
時期に製品ワークＷ_P の中ぐり加工を中断し、測定用ワ
ークＷ_D に再度図９（ａ）及び図８（ａ）〜（ｃ）の作
業を行って２回目の外径比較測定値を得る。そこで補正
値演算手段３０は、格納された外径比較寸法初期値と２
回目の外径比較測定値との差すなわち寸法変化量ａ（図
１）を求め、さらに、測定用ワークＷ_D の外径Ｄの寸法
変化量ａを、同一の中ぐり加工用工具５０により中ぐり
加工される製品ワークＷ_P の内径の予測される寸法変化
量−ｋａに換算して内径寸法補正値とし、当該中ぐり加
工用工具５０の工具データに内径寸法補正値−ｋａを加
算してデータ補正する。そして補正された工具データに
基づき、制御手段４０の制御下で、図９（ｂ）に示すよ
うに後続の製品ワークＷ_P の中ぐり加工を実施する。

【００４３】本発明に係るＮＣ旋盤は、上記した構成に
限定されるものではなく、例えば図１０及び図１１に示
すように、第２（背面）主軸１０６に把持したワーク
（測定用ワークＷ_D 及び製品ワークＷ_P ）に対しても、
同様に外径測定及び内径補正を行うことができる。この
場合、図示のように測定器２０は、その一対の測定爪２
２が第２主軸１０６に接近する方向に傾斜した姿勢で取
付装置２４により支持される。この姿勢で、図８に示す
手順と同様に、櫛歯形刃物台１０８、タレット形刃物台
１１０及び取付装置２４の摺動機構（図示せず）がＮＣ
動作して、測定器２０の測定爪２２が、第２主軸１０６
に支持された測定用ワークＷ_D 及びタレット形刃物台１
１０上の基準ゲージ１０に選択的に接近し、測定用ワー
クＷ_D の外径Ｄ及び基準ゲージ１０の基準外形寸法ｄを
測定する。

【００４４】さらに、刃先を第２主軸１０６側に向けて
タレット形刃物台１１０に装着された中ぐり加工用工具
５０が、図９に示す手順と同様にして、測定用ワークＷ
_D の外丸削り加工及び製品ワークＷ_P の中ぐり加工を実
施する。なお、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び図１
１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図８（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）及び図９（ａ）、（ｂ）に対応する各構成部材の
動作を示すものであり、個々の説明を省略する。

【００４５】このように本発明のＮＣ旋盤によれば、第
１主軸１０４及び第２主軸１０６のいずれの側での中ぐ
り加工に際しても、工具磨耗や機械構成要素の熱変位に
よる工具刃先位置の変動を自動的に計測かつ補正し、当
該工具により中ぐり加工された製品の内径寸法精度を高
水準に維持することが可能となる。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の内径加工寸法補正方法によれば、中ぐり加工されたワ
ークのあらゆる寸法及び形状を有する内径部分の寸法誤
差を、ＮＣ旋盤上で自動的に測定し、かつ修正すること
ができる。また、ワークの内径を直接測定せずにワーク
の外径を測定して、その外径の寸法変化量によって、中
ぐり加工用工具の工具データを補正する構成としたか
ら、測定の妨げとなる切粉の排出が容易であり、測定前
に特にエアブロー等の洗浄手段を用いなくても高精度な
測定が可能となる。

【００４７】測定用ワークを使用する場合は、外周面を
旋削した後の測定用ワークの外径は製品形状の制約を受
けることなく自由に設定できる。しかも、測定用のワー
クの設定外径を変更しない限り、製品としての外形及び
外寸が異なるワークに対し内径加工寸法を補正する場合
にも、測定器の再調整は不要となる。また製品の内径が
極小径の場合にも、測定圧力による変形の影響が無視で
きる大きさの測定器に対応する寸法に測定用ワークを外
丸削り加工すれば、測定器による安定した測定が可能と
なる。また、外径の測定のみ可能な測定器を使用した場
合にも、内径の寸法誤差を容易に補正することができる
ので、測定器の選択が自由になる。

【００４８】さらに、本発明のＮＣ旋盤によれば、基準
ゲージを使用して、補正を行う際の目標値及び実際値の
いずれをも比較測定値としたので、温度変化による測定
器の測定精度への影響を可及的に低減でき、しかもＮＣ
制御下で、比較測定による高精度の測定に基づき、ワー
クの内径加工寸法を適正に自動補正できる。このような
外径測定及び内径補正プロセスは、通常のＮＣ加工プロ
セスと共通の制御系及び駆動装置により実施できるの
で、装置構造を簡略化できるとともに、連続加工運転中
の所定時期に自動的に実施できるので、旋盤加工システ
ムの省人化及び省力化が高い信頼性の下に達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態による内径加工寸法の補正方
法の機能の概念を示すブロック図である。

【図２】本発明の補正方法を実施するために使用可能な
測定器の一例を示す図で、（ａ）正面図、及び（ｂ）側
面図、である。

【図３】同一工具を用いて加工を行ったときの内径寸法
変化量と外径寸法変化量との関係を、異なる材料のワー
クに関して示す図である。

【図４】製品ワークの中ぐり加工のプログラム例を示す
図である。

【図５】測定用ワークの外丸削り加工のプログラム例を
示す図である。

【図６】ワーク加工プログラムの一連の処理動作の中
で、測定用ワークの加工及び測定、補正値の演算、工具
データへの補正値の加算等の、種々の処理を行う手順を
示すフローチャートである。

【図７】本発明の実施形態によるＮＣ旋盤の、内径加工
寸法補正方法を実施するための構成要素の部分を示す拡
大斜視図である。

【図８】図７のＮＣ旋盤における外径測定プロセスを説
明する図で、（ａ）基準ゲージの設置、（ｂ）測定器に
よる基準ゲージの基準外形寸法の測定、及び（ｃ）測定
器による測定用ワークの外径の測定、の各ステップを示
す。

【図９】図７のＮＣ旋盤における加工プロセスを説明す
る図で、（ａ）測定用ワークの外丸削り加工、及び
（ｂ）製品ワークの中ぐり加工、の各ステップを示す。

【図１０】変形例のＮＣ旋盤における外径測定プロセス
を説明する図で、（ａ）基準ゲージの設置、（ｂ）測定
器による基準ゲージの基準外形寸法の測定、及び（ｃ）
測定器による測定用ワークの外径の測定、の各ステップ
を示す。

【図１１】変形例のＮＣ旋盤における加工プロセスを説
明する図で、（ａ）測定用ワークの外丸削り加工、及び
（ｂ）製品ワークの中ぐり加工、の各ステップを示す。

【図１２】本発明の実施形態によるＮＣ旋盤の基本構造
を示す概略斜視図である。

【符号の説明】

１０…基準ゲージ ２０…測定器 ３０…補正値演算手段 ４０…制御手段 ５０…中ぐり加工用工具 １００…ＮＣ旋盤 １０４…第１主軸 １０６…第２主軸 １０８…櫛歯形刃物台 １１０…タレット形刃物台 １１２…ガイドブッシュ Ｗ_D …測定用ワーク Ｗ_P …製品ワーク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＮＣ旋盤における内径加工寸法の補正方
   法であって、 中ぐり加工用工具を用いてワークの外周面を旋削し、 外周面を旋削された前記ワークの、旋削後の外径の寸法
   変化量を測定、算出し、 算出された前記外径の寸法変化量によって、前記中ぐり
   加工用工具の工具データを補正する、各ステップを有し
   たことを特徴とする内径加工寸法の補正方法。
2. 【請求項２】 前記ワークの外周面を旋削するステップ
   において、前記中ぐり加工用工具を用いて測定用のワー
   クの外周面を旋削する請求項１に記載の内径加工寸法の
   補正方法。
3. 【請求項３】 前記ワークの外径の寸法変化量を測定、
   算出するステップにおいて、基準外形寸法を有した基準
   ゲージの該基準外形寸法と、外周面を旋削された該ワー
   クの外径とを比較測定し、その比較測定値に基づき該外
   径の寸法変化量を算出する請求項１又は２に記載の内径
   加工寸法の補正方法。
4. 【請求項４】 第１主軸と、該第１主軸に対向同心配置
   される第２主軸と、該第１及び第２主軸の近傍に配置さ
   れるタレット形刃物台と、該第１及び第２主軸の近傍に
   配置される櫛歯形刃物台とを具備したＮＣ旋盤におい
   て、 前記タレット形刃物台及び前記櫛歯形刃物台の少なくと
   も一方に装着された中ぐり加工用工具によるワークの内
   径加工寸法の変化量を自動補正するために、 前記タレット形刃物台に設置され、基準外形寸法を有し
   た基準ゲージと、 前記櫛歯形刃物台に設置され、前記基準ゲージの前記基
   準外形寸法並びに前記第１及び第２主軸に把持されたワ
   ークの外径を測定可能な測定器と、 前記中ぐり加工用工具により外周面を旋削されたワーク
   の、前記測定器により測定された旋削後の外径と、前記
   測定器により測定された前記基準ゲージの前記基準外形
   寸法との差を随時算出し、算出した該差の値の変化量に
   よって、該中ぐり加工用工具の工具データを補正する補
   正手段、とを具備したことを特徴とするＮＣ旋盤。