JPH1177486A - 複数工程の加工を行う加工方法及び工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の工具を交換して複数工程よりなる一連
の加工を行う加工方法において、交換した新しい工具に
よる加工精度の確認に要する時間を短縮して、稼働率を
向上させる。 【解決手段】 一連の加工の何れかにおいて新しい工具
を使用することとなった場合にはその工具が予め定めら
れた寸法チェックを必要とするものか否かを判断し、寸
法チェックを必要とするものであるときは一連の加工の
順序をその工具を使用する工程が最初に行われるように
入れ換え、その工具による加工工程に続いてその工程に
より加工された箇所の加工精度を計測し、この計測結果
に基づいてその工具の補正を行う。新しい工具が仕上げ
加工用のものである場合に、その工具が寸法チェックを
必要とするものと判断するのがよい。また新しい工具に
よる加工工程は、それに必要な前加工工程を含むものと
するのがよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、使用する複数の工
具を自動的に交換して工作物を取り外すことなく複数工
程の加工を連続して行う加工方法及び工作機械に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】マシニングセンタ等のこの種の工作機械
では、工具の使用回数や使用時間を計測して、所定の回
数または時間に達すれば、工具寿命に達したとして工具
を工具マガジンから取り外し、新しい工具と交換する。
この工具は、予め機外で刃具の位置を調整するセッチン
グを行ってから工具マガジンの各ポットに装着される
が、仕上げ加工等に用いられるような高精度が要求され
る場合、それだけでは必要な加工精度は必ずしも得られ
ない。そこで工具を主軸に装着して初品加工を行った後
に加工箇所の精度を計測し、必要な精度が得られていれ
ば連続加工に移行し、必要な精度が得られていなけれ
ば、刃具のセッチングの補正を行い初品加工を行って加
工精度を計測するというサイクルを繰り返し、必要な精
度が得られたところで連続加工に移行するようにしてい
る。なお機外における刃具のセッチングは、公差内でマ
イナス側に調整し、削り過ぎにより再生不能な不良品が
生じないようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した方法は、工作
物を取り外さずに行う一連の加工工程数が少なく、従っ
て加工時間が短い場合には特に問題はない。しかし、マ
シニングセンタのように工程が集約され、工具を自動交
換しながら多くの工程の加工を行う工作機械では、工作
物を取り付けたままで行う１連の加工に要する時間が非
常に長くなる（例えば１０〜１５分）。このような場合
には、長時間を要する初品加工の後に、計測して必要な
精度が得られていなければ、刃具のセッチングの補正を
行ってから再び長時間を要する一連の加工を繰り返すこ
とになるので、稼働率が大幅に低下するという問題があ
る。

【０００４】本発明は、交換した新しい工具による加工
精度の確認に要する時間を短縮して、このような各問題
を解決することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による複数工程の
加工を行う加工方法は、複数の工具を自動的に交換して
工作物を取り外すことなく複数工程よりなる一連の加工
を行う加工方法に関するものであり、一連の加工の何れ
かが新しい工具を使用することとなった場合にはその工
具が予め定められた寸法チェックを必要とするものか否
かを判断し、寸法チェックを必要とするものであるとき
は一連の加工の順序をその工具を使用する工程が最初に
行われるように入れ換え、その工具による加工工程に続
いてその工程により加工された箇所の加工精度を計測
し、この計測結果に基づいてその工具の補正を行うこと
を特徴とするものである。

【０００６】本発明による加工方法は、新しい工具が仕
上げ加工用のものである場合に、その工具が寸法チェッ
クを必要とするものと判断するのがよい。

【０００７】また本発明による加工方法では、新しい工
具による加工工程はそれに必要な前加工工程を含むもの
とするのがよい。

【０００８】本発明による複数工程の加工を行う工作機
械は、主軸に装着した工具を自動的に交換して工作物を
取り外すことなく複数工程よりなる一連の加工を所定の
加工プログラムに基づいて行う工作機械に関するもので
あり、一連の加工の何れかが新しい工具を使用すること
となった場合にはその工具が寸法チェックを必要とする
ものであるか否かを判断する判断手段と、この判断手段
によりその工具は寸法チェックを必要とするものである
との判断がなされた場合には加工プログラムの実行順序
をその工具による加工工程が最初に行われるように入れ
換える入換え手段と、判断手段による判断がなされた場
合にはその工具による加工工程に続いてその工程により
加工された箇所の加工精度を計測する計測装置と、この
計測装置の計測結果に基づいてその工具の自動補正を行
う工具補正装置を備えたことを特徴とするものである。

【０００９】本発明による工作機械の判断手段は、新し
い工具が仕上げ加工用のものである場合に寸法チェック
を必要とするものであると判断するようにするのがよ
い。

【００１０】また本発明による工作機械の計測装置は、
主軸に装着されて計測を行う測定ヘッドを備えたものと
するのがよい。

【００１１】また本発明による工作機械では、新しい工
具による加工工程はその加工工程に必要な前加工工程を
含むものとするのがよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に添付図面により、本発明に
よる複数工程の加工を行う加工方法及び工作機械を４気
筒エンジンのシリンダブロックに適用した場合の実施の
形態につき説明する。

【００１３】先ず、図１〜図６により、本発明による工
作機械１０の構造の説明をする。この工作機械１０はマ
シニングセンタであって、図１の全体平面図に示すよう
に、ベッド１１上に水平なＸ方向移動可能に案内支持さ
れたテーブル１２はＸ軸サーボモータ１３により往復移
動されてその位置はエンコーダ１３ａにより検出され、
ベッド１１上にＸ方向と直交する水平なＺ方向移動可能
に案内支持されたコラム１４はＺ軸サーボモータ１５に
より往復移動されてその位置はエンコーダ１５ａにより
検出されるるようになっている。また、コラム１４に鉛
直なＹ方向移動可能に案内支持された主軸ヘッド１６は
Ｙ軸サーボモータ１７により往復移動されてその位置は
エンコーダ１７ａにより検出され、主軸ヘッド１６にＺ
方向と平行な軸線回りに回転自在に支持された主軸１８
はサーボモータにより回転駆動されてその角度はエンコ
ーダにより検出され（何れも図示省略）、その先端には
工具２０が着脱可能に装着されるようになっている。

【００１４】この工作機械１０にはコラム１４の一側と
なる位置に工具２０及び計測装置４０の測定ヘッド４１
を保持する多数のポット３２を有する工具マガジン３０
が設けられ、また所定の交換位置に割り出されたポット
３２と主軸１８の間で工具２０（工具マガジン３０側は
二点鎖線２０Ａで示す）または測定ヘッド４１を交換す
る工具交換装置３５（図６参照）が設けられている。主
として図１及び図２に示すように、各ポット３２はチェ
ン３１ａにより連結され、案内装置３１により案内され
て所定位置に割り出される。またこの工作機械１０のベ
ッド１１に固定された支持台１９には、所定の補正位置
に割り出されたポット３２に保持された工具２０を正確
に位置決め保持する工具保持装置５０と、これにより位
置決め保持された工具２０の刃具２８を自動的に補正す
る工具補正装置６０が設けられている。以下に各部分の
詳細な構造の説明をする。

【００１５】この実施の形態に使用する工具２０は、例
えばシリンダブロックのクランク軸受穴の仕上げ加工に
使用するクイルであり、主として図２及び図３に示すよ
うに、ホルダ部２１とクイル部２５よりなるものであ
る。ホルダ部２１には主軸１８及びポット３２に装着す
るためのテーパ面２２と工具交換装置３５のアームによ
り把持するための保持溝２３が形成され、クイル部２５
には加工の際にベッド１１に固定された軸受台１１ａに
より軸承される先端部２５ａが形成されている。クイル
部２５の一側に整列して設けた５つの切欠部２６には、
５箇所のクランク軸受穴をそれぞれ仕上げ加工するため
の５個の刃具２８がカートリッジ２７を介して取り付け
られ、カートリッジ２７を回転すれば刃具２８は回転す
ることなくクイル部２５に対し半径方向に微少量移動す
るようになっている。

【００１６】計測装置４０の測定ヘッド４１は、主とし
て図４に示すように、工具２０と同様のテーパ面４３及
び保持溝４４が形成されたホルダ部４２と計測部４５よ
りなり、計測部４５の先端部４５ａには半径方向に互い
に逆向きに多少突出する１対のフィーラ４６が内蔵され
ている。計測装置４０は、計測部４５の先端部を各クラ
ンク軸受穴内に順次挿入し、フィーラ４６をクランク軸
受穴の内面に当接してその内径を計測するものである。

【００１７】主として図２及び図５に示すように、工具
保持装置５０は工具２０の根本部を指示する部分と先端
部を支持する部分に分かれている。根本部を支持する部
分の台部５１はＺ方向と平行に移動可能に支持台１９に
案内支持されてサーボモータ５３により往復移動され、
その位置はエンコーダにより検出される。台部５１には
上下に配置した２本の水平な支持軸５２ａを介して１対
の保持アーム５２が枢支されて各先端部にはホルダ部２
１の保持溝２３と係合可能な把持部５２ｂが形成され、
シリンダ５４により開閉されるようになっている。また
先端部を支持する部分のブロック５５は支持台１９に固
定されおり、補正位置に割り出された工具２０の中心軸
線と一致するようにブロック５５の案内部５５ａに軸動
可能に支持されたセンタ軸５６はシリンダ５７により進
退される。保持アーム５２は、不作動時には図２及び図
５の二点鎖線に示すように後退して開いており、作動時
には図２及び図５の実線に示すように前進してから閉
じ、先端の把持部５２ｂにより補正位置に割り出された
工具２０のホルダ部２１の保持溝２３を把持する。また
センタ軸５６は不作動時には二点鎖線に示すように後退
され、作動時には実線に示すように前進してその先端が
工具２０先端のセンタ穴に係合する。これにより工具２
０は根本部と先端部において補正位置に正確に位置決め
保持される。

【００１８】主として図２に示すように、工具補正装置
６０の移動台６２は支持台１９に固定した案内レール６
１によりＸ方向と平行に移動可能に案内支持されてサー
ボモータ６３により往復移動され、移動台６２にはＺ方
向と平行に移動可能にせり出しヘッド６５が案内支持さ
れてサーボモータ６６により往復移動される。せり出し
ヘッド６５の先端部にはＺ方向軸線回りに回転可能に回
転部６５ａが設けられ、回転部６５ａには等角度間隔で
放射状に配置した３個のアーム６７がピン６８により枢
支され、シリンダ（図示省略）により揺動することによ
り回転部６５ａ先端から突出する爪部６７ａがカートリ
ッジ２７の外周を掴むようになっている。移動台６２及
びせり出しヘッド６５の位置ならびに回転部６５ａの回
転角度は図示省略のエンコーダにより検出される。

【００１９】図７に示すように、工作機械１０の作動を
制御するＣＮＣ装置（数値制御装置）７０には、駆動回
路を介して各サーボモータ１３，１５，１７及びそれら
のエンコーダ１３ａ，１５ａ，１７ａ等が接続され、イ
ンターフェイスＩ／Ｆを介して計測装置４０が接続さ
れ、ＰＬＣ装置（シーケンスコントローラ）７３を介し
て工具マガジン３０、工具交換装置３５、工具保持装置
５０及び工具補正装置６０が接続されている。またＣＮ
Ｃ装置７０には、インターフェイスＩ／Ｆを介して、必
要なデータ及び指令などを入力する入力装置７１及びＣ
ＲＴ表示装置などの出力装置７２が接続されている。Ｐ
ＬＣ装置７３はＣＮＣ装置７０からの指令に基づき、工
具マガジン３０、工具交換装置３５、工具保持装置５０
及び工具補正装置６０を、予め定められたシーケンスで
作動させるものである。図示は省略したが、ＣＮＣ装置
７０は、後述する図７のフローチャートに示す工具段取
り替え処理を行うためのプログラム、及び通常は次のよ
うな順序で複数工程よりなる一連の加工を行うためのＮ
Ｃプログラム等が記憶されたメモリを内蔵している。

【００２０】 工程１ （詳細内容省略、使用工具：２０₀₁ ） 工程２ （詳細内容省略、使用工具：２０₀₂ ） 工程３ （詳細内容省略、使用工具：２０₀₃ ） ・ ・ ・ 工程Ｎ （ボア穴粗加工、使用工具：２０_N ） 工程Ｎ＋１（ボア穴仕上げ加工、使用工具：２０_N+1 ） 工程Ｎ＋２（クランク軸受穴粗加工、使用工具：２０_N+2 ） 工程Ｎ＋３（クランク軸受穴仕上げ加工、使用工具：２０_N+3 ） ・ ・ ・ 各工程のうち互いに関連する工程、例えば同一加工箇所
の粗加工とその前工程である仕上げ加工のように連続し
て行う必要がある工程は、予めセットにしておく。上記
例では、工程Ｎと工程Ｎ＋１、及び工程Ｎ＋２と工程Ｎ
＋３はそれぞれ１つのセットとしておく。

【００２１】この実施の形態では、通常は工作機械１０
のテーブル１２上に設けた治具１２ａに工作物Ｗである
シリンダブロックを取り付け、工具マガジン３０に装着
された複数の工具２０を、工具交換装置３５により所定
の順序で主軸１８に装着して、上述の順序で複数工程よ
りなる一連の加工を行う。全ての加工工程が完了すれ
ば、治具１２ａ上の工作物Ｗを交換して同じ一連の加工
工程を繰り返す。

【００２２】ＣＮＣ装置７０は各工具２０の使用回数や
使用時間を計測しており、ある工具２０の使用回数また
は使用時間が所定の値に達すれば、工具寿命に達したと
してその工具２０を工具マガジン３０から取り外して新
しい工具２０と交換することをうながす。以下に、工程
Ｎ＋３（クランク軸受穴仕上げ加工）の工具２０_N+3が
寿命に達して工具マガジン３０から取り外し、各刃具２
８のセッチングがなされた新しい工具２０_N+3 と交換し
た場合の工具段取替え処理を、図７に示すフローチャー
トにより説明する。

【００２３】このような工具２０_N+3 の交換がなされれ
ば（ステップ１０１）、ＣＮＣ装置７０は先ずこの交換
された新しい工具２０_N+3 は初品チェックによる補正が
必要か否かを判断する（ステップ１０２）。この判断は
ＣＮＣ装置７０のメモリに予め記憶されている各工具２
０の工具情報に基づき行われ、この例では、ボア穴また
はクランク軸受穴の仕上げ加工に使用する工具２０_N+1
または２０_N+3 が交換された場合に初品チェックによる
補正が必要であると判断する。従って工具２０_N+3 を交
換した場合にはＣＮＣ装置７０は制御動作をステップ１
０３に進めて、加工プログラムの実行順序の入れ換えが
行われる。なお、初品チェックによる工具２０の補正が
必要ない場合は、制御動作は通常の加工プログラムに戻
されて、連続加工がなされる。

【００２４】ステップ１０３においては、交換された工
具２０_N+3 を使用する工程Ｎ＋３及びその前工程である
工程Ｎ＋２が最初に行われるように加工プログラムの実
行順序が入れ換えられる。すなわちこの場合は、加工順
序は上述した通常の順序から次のような順序に入れ換え
られる。

【００２５】 工程Ｎ＋２（クランク軸受穴粗加工、使用工具：２０_N+2 ） 工程Ｎ＋３（クランク軸受穴仕上げ加工、使用工具：２０_N+3 ） 工程１ （詳細内容省略、使用工具：２０₀₁ ） 工程２ （詳細内容省略、使用工具：２０₀₂ ） 工程３ （詳細内容省略、使用工具：２０₀₃ ） ・ ・ ・ 工程Ｎ （ボア穴粗加工、使用工具：２０_N ） 工程Ｎ＋１（ボア穴仕上げ加工、使用工具：２０_N+1 ） ・ ・ ・ 次いでＣＮＣ装置７０は交換された工具２０_N+3 を使用
する工程まで、すなわち工程Ｎ＋２（クランク軸受穴粗
加工）及び工程Ｎ＋３（クランク軸受穴仕上げ加工）の
加工だけを先ず行う（ステップ１０４）。クランク軸受
穴の粗加工及び仕上げ加工に使用する各工具２０_N+2,２
０_N+3 は図２及び図３に示す工具２０と同様な構造であ
る。工程Ｎ＋２では、真上となるように位相決め停止さ
れた各刃具２８との干渉をさけるために工作物Ｗを治具
１２ａにより多少上昇させてクイル部２５をクランク軸
受穴内に挿入して先端部２５ａをベッド１１に固定され
た軸受台１１ａに支持させ、工作物Ｗを加工位置に下降
させ、主軸１８により工具２０_N+2（または工具２
０_N+3）を回転させて軸線方向に移動させることにより
各クランク軸受穴の粗加工をする。引き続き工程Ｎ＋３
では、工具２０_N+2 をクランク軸受穴から引き抜き、工
具２０_N+3 と交換して同様にして各クランク軸受穴の仕
上げ加工をする。工程Ｎ＋３の加工が終了したところで
工具２０_N+3 により仕上げ加工された５箇所のクランク
軸受穴の径をオンマシンで計測する（ステップ１０
５）。この計測は、ＰＬＣ装置７３に指令を与えて工具
交換装置３５により主軸１８に装着した工具２０_N+3 を
工具マガジン３０内の測定ヘッド４１と交換し、治具１
２ａと主軸１８を相対移動させて計測部４５の先端部４
５ａを工作物Ｗの５箇所のクランク軸受穴内に順次挿入
し、各クランク軸受穴の内面に当接するフィーラ４６か
らの出力を計測装置４０が入力することにより行われ
る。

【００２６】次いでＣＮＣ装置７０は、計測された各ク
ランク軸受穴の加工精度が所定の公差範囲内に入ってい
るか否かを判断する。なお機外でなされる刃具２８のセ
ッチングは、公差内でマイナス側に調整しているので、
この判断結果は加工精度が所定の公差範囲内に入ってい
るか、または小さい側に外れているかの何れかであるの
が通常である。５箇所のクランク軸受穴の全てが所定の
公差範囲内に入っていれば、ＣＮＣ装置７０は工程Ｎ＋
２及び工程Ｎ＋３以外の残る全ての工程の加工を行って
（ステップ１０９）から、制御動作を通常の加工プログ
ラムに戻して通常の連続加工に移行する。

【００２７】５箇所のクランク軸受穴の何れか１つでも
所定の公差範囲から外れていれば、ＣＮＣ装置７０はＰ
ＬＣ装置７３に指令を与えて工具マガジン３０に保管さ
れた工具２０_N+3 を所定の補正位置に割り出し、その根
本部と先端部を工具補正装置６０により正確に位置決め
して、刃具２８のセッチングの補正を行う（ステップ１
０７）。この補正は、先ずサーボモータ６３により移動
台６２をＸ方向に移動して所定の公差範囲から外れてい
たクランク軸受穴の１つ目を加工する刃具２８と対向す
る位置に割り出し、せり出しヘッド６５を前進させて図
３の二点鎖線に示すように開いた３個の爪部６７ａの間
にカートリッジ２７を入れ、アーム６７を揺動させて爪
部６７ａによりカートリッジ２７の外周面を掴み、それ
と対応するクランク軸受穴の計測結果から演算された角
度だけサーボモータにより回転部６５ａ及びカートリッ
ジ２７を回転させて、クランク軸受穴が所定の公差範囲
となるように刃具２８を半径方向外向きに移動させるこ
とにより行う。この補正は所定の公差範囲から外れてい
た全ての刃具２８について行う。

【００２８】次いでＣＮＣ装置７０は、ＰＬＣ装置７３
に指令を与えて工具交換装置３５により主軸１８に装着
されている測定ヘッド４１を工具２０_N+3 と交換し、工
程Ｎ＋３のクランク軸受穴仕上げ加工を再度行う（ステ
ップ１０８）。これが完了すれば、前述したステップ１
０５及び１０６に戻って仕上げ加工された５箇所のクラ
ンク軸受穴の径をオンマシンで計測し、計測された各ク
ランク軸受穴の径が所定の公差範囲内に入っているか否
かを判断する。全てのクランク軸受穴が所定の公差範囲
内に入っていれば直ちに、また所定の公差範囲に入って
いないものが１つでもあれば全てのクランク軸受穴が所
定の公差内に入るまでステップ１０７，１０８，１０
５，１０６を繰り返してから、前述したステップ１０９
による残りの全ての工程の加工を行って、制御動作を通
常の加工プログラムに戻して通常の連続加工に移行す
る。

【００２９】上述した説明から明らかなように、この実
施の形態では、ＣＮＣ装置７０の一部が請求項４に記載
された発明の判断手段及び入換え手段に対応している。

【００３０】この実施の形態では、寿命により交換した
工具マガジン３０内の新しい工具２０がクランク軸受穴
仕上げ加工用のクイルであって寸法チェックを必要とす
る場合には、そのクイルによる加工だけを行ったところ
でクランク軸受穴の加工精度を計測し、必要な精度が得
られていなければクイルの刃具のセッティングを補正し
再び加工してその箇所の加工精度を計測するというサイ
クルを繰り返し、必要な精度が得られるまではそれ以外
の工具による加工を行わない。従ってその分だけ連続加
工に移行するまでの時間が短縮され、これにより稼働率
を向上させることができる。

【００３１】またこの実施の形態では、測定ヘッド４１
を主軸１８に装着して計測を行うようにしたので、計測
のための工作物Ｗに対する測定ヘッド４１の相対移動は
加工のために工作機械１０が有している機能を利用して
行い、別個の相対移動をさせる装置が不要であるので装
置を簡略化することができる。

【００３２】次に工程Ｎ＋１（ボア穴仕上げ加工）の工
具２０_N+1 が寿命に達して工具マガジン３０から取り外
し、各刃具２８のセッチングがなされた新しい工具２０
_N+1と交換した場合の工具段取替え処理の説明をする。
この場合のフローチャートは図７に示すものと実質的に
変わらない。工具２０_N 及び２０_N+1 は１個の刃具を有
するクイルであり、セッティングの調整は刃具を設けた
側と反対側から行うようになっている。測定ヘッド４１
は図４に示すものと同様であり寸法だけが異なってい
る。また工程Ｎ及び工程Ｎ＋１では、治具１２ａにより
工作物Ｗのシリンダボアの軸線がＺ方向となるように姿
勢を変え、主軸１８に装着した工具２０_N（または２０
_N+1）を回転させながら送り込んで加工を行う。

【００３３】ステップ１０１及びステップ１０２は前述
した工具２０_N+3 が交換された場合と同様である。ステ
ップ１０３では、加工順序は通常の順序から次のような
順序に入れ換えられる。

【００３４】 工程Ｎ （ボア穴粗加工、使用工具：２０_N ） 工程Ｎ＋１（ボア穴仕上げ加工、使用工具：２０_N+1 ） 工程１ （詳細内容省略、使用工具：２０₀₁ ） 工程２ （詳細内容省略、使用工具：２０₀₂ ） 工程３ （詳細内容省略、使用工具：２０₀₃ ） ・ ・ ・ 工程Ｎ＋２（クランク軸受穴粗加工、使用工具：２０_N+2 ） 工程Ｎ＋３（クランク軸受穴仕上げ加工、使用工具：２０_N+3 ） ・ ・ ・ ステップ１０４では、４つのボアのうちの１つにつき工
程Ｎ（ボア穴粗加工）及び工程Ｎ＋１（ボア穴仕上げ加
工）の加工だけを行ったところで、ステップ１０５のオ
ンマシンによる加工部計測を行う。この計測は、ボア穴
の軸線方向３箇所において行い、ステップ１０６で計測
された各クランク軸受穴の径の平均値が所定の公差範囲
内に入っているか否かを判断する。前述した工具２０
_N+3 が交換された場合と同様、所定の公差範囲内に入っ
ていれば直ちに、また所定の公差範囲に入っていなけれ
ば所定の公差内に入るまでステップ１０７，１０８，１
０５，１０６を繰り返してから、ステップ１０９による
残りの全ての工程（残る３つのボアについての工程Ｎ及
び工程Ｎ＋１を含む）の加工を行って、制御動作を通常
の加工プログラムに戻して通常の連続加工に移行する。

【００３５】この実施の形態でも、前述した工具２０
_N+3 が交換された場合と同様、連続加工に移行するまで
の時間が短縮されて稼働率を向上させることができ、ま
た別個の相対移動をさせる装置が不要であるので装置を
簡略化することができる。

【００３６】上記各実施の形態では、工具２０が寿命に
達すれば、その工具２０が工具マガジン３０に戻された
際に新しいものと交換するようにして実施する例につき
説明した。しかし工具マガジン３０に余裕があれば、予
備の新しい工具２０を工具マガジン３０に保管してお
き、交換しながら使用していた工具２０が寿命に達すれ
ば予備の新しい工具に交換先を切り替えて実施すること
も考えられる。

【００３７】

【発明の効果】本発明による複数工程の加工を行う加工
方法及び工作機械では、寸法チェックを必要とする新し
い工具の場合には、その工具による加工だけを行ったと
ころでその加工箇所の加工精度を計測し、必要な精度が
得られていなければ工具の補正を行い再び加工してその
箇所の加工精度を計測するというサイクルを繰り返し、
必要な精度が得られるまではそれ以外の工具による加工
を行わない。従って連続加工に移行するまでの時間が短
縮され、これにより稼働率を向上させることができる。

【００３８】工具の補正を必要とするような精度を要す
る加工は実質的には仕上げ加工の場合だけであるので、
新しい工具が仕上げ加工用のものである場合にその工具
が寸法チェックを必要とするものとして必要な精度が得
られるまでは上述のサイクルを繰り返すようにすれば、
仕上げ加工精度を低下させることなく稼働率を一層向上
させることができる。

【００３９】また、主軸に装着されて計測を行う測定ヘ
ッドを計測装置が備えたものによれば、計測のための工
作物に対する測定ヘッドの相対移動は加工のために工作
機械が有している機能を利用して行い、別個の相対移動
をさせる装置が不要であるので装置を簡略化することが
できる。

【００４０】更に、工具マガジン内の工具の補正を行う
工具補正装置を備えたものによれば、工具の補正のため
に工具を工具マガジンから取り外す必要がなく、工具補
正にかかる時間が短縮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による複数工程の加工を行う工作機械
の１つの実施形態の全体平面図である。

【図２】 図１に示す実施形態の一部の拡大平面図であ
る。

【図３】 図１に示す実施形態で使用する工具の部分拡
大側面図である。

【図４】 図１に示す実施形態で使用する測定ヘッドの
側面図である。

【図５】 図１に示す実施形態で使用する工具保持装置
の部分拡大側面図である。

【図６】 図１に示す実施形態の全体的構成を示す制御
ブロック図である。

【図７】 図１に示す実施形態の工具段取り替え処理方
法を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０…工作機械、１８…主軸、２０…工具、４０…計測
装置、４１…測定ヘッド、６０…工具補正装置、Ｗ…工
作物。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米田 和義 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の工具を自動的に交換して工作物を
   取り外すことなく複数工程よりなる一連の加工を行う加
   工方法において、前記一連の加工の何れかが新しい工具
   を使用することとなった場合にはその工具が予め定めら
   れた寸法チェックを必要とするものか否かを判断し、寸
   法チェックを必要とするものであるときは前記一連の加
   工の順序をその工具を使用する工程が最初に行われるよ
   うに入れ換え、その工具による加工工程に続いてその工
   程により加工された箇所の加工精度を計測し、この計測
   結果に基づいてその工具の補正を行うことを特徴とする
   複数工程の加工を行う加工方法。
2. 【請求項２】 前記新しい工具が仕上げ加工用のもので
   ある場合に、その工具が寸法チェックを必要とするもの
   と判断する請求項１に記載の複数工程の加工を行う加工
   方法。
3. 【請求項３】 前記新しい工具による加工工程は、それ
   に必要な前加工工程を含む請求項１または２のに記載の
   複数工程の加工を行う加工方法。
4. 【請求項４】 主軸に装着した工具を自動的に交換して
   工作物を取り外すことなく複数工程よりなる一連の加工
   を所定の加工プログラムに基づいて行う工作機械におい
   て、前記一連の加工の何れかが新しい工具を使用するこ
   ととなった場合にはその工具が寸法チェックを必要とす
   るものであるか否かを判断する判断手段と、この判断手
   段によりその工具は前記寸法チェックを必要とするもの
   であるとの判断がなされた場合には前記加工プログラム
   の実行順序をその工具による加工工程が最初に行われる
   ように入れ換える入換え手段と、前記判断手段による前
   記判断がなされた場合にはその工具による加工工程に続
   いてその工程により加工された箇所の加工精度を計測す
   る計測装置と、この計測装置の計測結果に基づいてその
   工具の自動補正を行う工具補正装置を備えたことを特徴
   とする複数工程の加工を行う工作機械。
5. 【請求項５】 前記判断手段は前記新しい工具が仕上げ
   加工用のものである場合に寸法チェックを必要とするも
   のであると判断する請求項４に記載の複数工程の加工を
   行う工作機械。
6. 【請求項６】 前記計測装置は前記主軸に装着されて前
   記計測を行う測定ヘッドを備えた請求項４または請求項
   ５に記載の複数工程の加工を行う工作機械。
7. 【請求項７】 前記新しい工具による加工工程は、その
   加工工程に必要な前加工工程を含む請求項４〜請求項６
   の何れか１項に記載の複数工程の加工を行う工作機械。