JPH1199450A - Tool length measuring method and device for machine tool - Google Patents

Tool length measuring method and device for machine tool

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Publication number
JPH1199450A
JPH1199450A JP9279384A JP27938497A JPH1199450A JP H1199450 A JPH1199450 A JP H1199450A JP 9279384 A JP9279384 A JP 9279384A JP 27938497 A JP27938497 A JP 27938497A JP H1199450 A JPH1199450 A JP H1199450A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
contact
tip position
detecting means
sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP9279384A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideki Mochida
英樹 持田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Makino Milling Machine Co Ltd
Original Assignee
Makino Milling Machine Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Makino Milling Machine Co Ltd filed Critical Makino Milling Machine Co Ltd
Priority to JP9279384A priority Critical patent/JPH1199450A/en
Publication of JPH1199450A publication Critical patent/JPH1199450A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tool length measuring system of high reliability free to automatically and efficiently carry out tool length measurement of a micro- diametrical tool conventionally considered impossible or difficult to measure by a contact-type sensor in high precision without causing loss and breakage of a knife edge. SOLUTION: An optical noncontact type sensor 51 and a contact type sensor 63 of small contact pressure are doubly provided, a tool 1 is quickly and axially fed at first speed, its head end position is promptly detected by the optical noncontact type sensor 51, the tool 1 is guided to a slightly upper part position of a probe 65 of the contact type sensor 65 of small contact pressure, thereafter, axially feeding speed is changed to second speed, the tool 1 is quietly and slowly made contact with the probe 65 and detected by it, and automatic measurement of tool length is carried out on a machine tool.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、NCフライス盤や
マシニングセンタ等の工作機械の主軸に装着された工
具、特に微小径の工具の工具長を測定する工作機械の工
具長測定方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for measuring a tool length of a machine tool for measuring a tool length of a tool mounted on a main shaft of a machine tool such as an NC milling machine or a machining center, particularly a tool having a small diameter.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、様々な形状・材質よりなる微小径
の工具、たとえば、ダイヤモンドなど材質的に非常に脆
い工具、工具径が0.1mmφ程度の極小径ドリル(材
質、超硬)、刃先が非常に鋭利な彫刻用の半月形状の工
具等を用いて、高速、かつ、高精度に微細な加工を行う
工作機械が出現している。こうした工作機械において
は、たとえば、加工に必要な工具をあらかじめ用意して
おき、NCフライス盤やマシニングセンタ等の工作機械
に付属した自動工具交換装置を利用して工作機械の主軸
に前記工具を順次、装着して所望形状の加工を自動的に
行うようにしている。
2. Description of the Related Art In recent years, tools with minute diameters made of various shapes and materials, for example, very brittle materials such as diamond, extremely small diameter drills (material, carbide) having a tool diameter of about 0.1 mmφ, and cutting edges However, a machine tool has been developed which performs high-speed, high-precision fine processing using a very sharp engraving half-moon-shaped tool or the like. In such a machine tool, for example, tools necessary for machining are prepared in advance, and the tools are sequentially mounted on the main spindle of the machine tool using an automatic tool changer attached to the machine tool such as an NC milling machine or a machining center. In this way, a desired shape is automatically processed.

【0003】ここに、工作機械の自動工具交換装置の一
例として、本出願人の出願による特開平8−174364号公
報に示されたNC工作機械の工具交換装置(以下、「第
1の従来技術」という)がある。これは、工具を収納す
る工具ポットを複数個設けた工具マガジンと工作機械の
主軸との間に工具転送アームを介在させず、工具マガジ
ンと工作機械の主軸との間のX,Y,Z軸方向への相対
移動により直接的に工具交換を行うアームレス方式と、
工具を一旦、工具ホルダに固定して工具ホルダごと工具
交換を行うのではなく、工具ホルダを介在させずに工具
を工具マガジンと工作機械の主軸との間で、直接的に交
換するホルダレス方式との、両方式を採用した工具交換
装置である。
As an example of an automatic tool changer for a machine tool, a tool changer for an NC machine tool disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-174364 filed by the present applicant (hereinafter referred to as "first prior art"). "). This is because the tool transfer arm is not interposed between the tool magazine having a plurality of tool pots for accommodating tools and the main spindle of the machine tool, and the X, Y, and Z axes between the tool magazine and the main spindle of the machine tool are not provided. Armless method for directly changing tools by relative movement in the direction,
Instead of fixing the tool once to the tool holder and exchanging the tool with the tool holder, a holderless method that directly exchanges the tool between the tool magazine and the main spindle of the machine tool without intervening the tool holder This is a tool changer that uses both types.

【0004】ところで、上記「第1の従来技術」に示す
工具交換装置を利用して所望の工具を工作機械の主軸に
直接的に装着する場合には、前記工具交換装置の機構
上、工具交換の都度、工具長にばらつきが生ずる。ま
た、所望の工具を工作機械の主軸に工具ホルダを介在さ
せて装着する場合にも、主軸への工具ホルダの装着状態
によっては、工具交換の都度、工具長にばらつきが生じ
ることがある。そこで、工具交換後に工作機械の機上で
主軸に装着された工具の工具長を測定し、必要に応じて
工具長の変位量を演算し、その変位量を算入、補正した
上で加工を行うことにより、高精度の加工を実現してい
る。
When a desired tool is directly mounted on a main spindle of a machine tool using the tool changing device described in the "first prior art", the tool changing mechanism requires a tool changing device. Each time, the tool length varies. Further, even when a desired tool is mounted on a main spindle of a machine tool with a tool holder interposed therebetween, the tool length may vary every time a tool is changed depending on the mounting state of the tool holder on the main spindle. Therefore, after changing the tool, the tool length of the tool mounted on the spindle is measured on the machine tool machine, the displacement amount of the tool length is calculated as necessary, the displacement amount is included and corrected, and processing is performed. As a result, high-precision processing is realized.

【0005】工作機械の機上で工具長の測定を行う装置
としては、上記した「第1の従来技術」に示すように、
工作機械の機上で加工の妨げとならない所定位置にタッ
チセンサなどの接触式検出器を設け、工具交換後に主軸
に装着された工具を接触式検出器の測定子に接触させ、
基準位置から接触位置までの主軸の移動量に基づいて工
具長を演算して求める、いわゆる、接触式工具長測定装
置が知られている。
[0005] As an apparatus for measuring the tool length on a machine tool, as described in the above-mentioned "first prior art",
Provide a contact sensor such as a touch sensor at a predetermined position on the machine tool that does not hinder processing, and after the tool is replaced, bring the tool attached to the spindle into contact with the contact point of the contact detector,
There is known a so-called contact-type tool length measuring device which calculates and obtains a tool length based on a movement amount of a spindle from a reference position to a contact position.

【0006】また、本出願人の出願による特願平8−14
0648号(以下、「第2の従来技術」という)に示すよう
に、工作機械の機上で加工の妨げとならない所定位置に
投光部と受光部とを備えた光学式非接触形検出器を設
け、工具交換後に主軸に装着された工具を非接触形検出
器の測定領域に移動させ、基準位置から遮光検出位置ま
での主軸の移動量に基づいて工具長を演算して求める、
いわゆる、非接触式の工具長測定装置も存在する。
Further, Japanese Patent Application No. 8-14 filed by the applicant of the present invention.
As shown in Japanese Patent No. 0648 (hereinafter referred to as “second related art”), an optical non-contact type detector provided with a light projecting unit and a light receiving unit at a predetermined position which does not hinder processing on a machine tool. Provided, after the tool exchange, move the tool mounted on the spindle to the measurement area of the non-contact type detector, calculate the tool length based on the amount of movement of the spindle from the reference position to the light-shielded detection position, find the
There is also a so-called non-contact type tool length measuring device.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】工具交換後に主軸に装
着された微小径の工具、たとえば、上述したダイヤモン
ドなどの材質的に非常に脆い材料からなる工具、工具径
が0.1mmφ程度の極小径ドリル、刃先が非常に鋭利な
形状の彫刻用工具等(以下、「微小径の工具」という)
の工具長測定は、従来、工具を加工時における回転数で
回転させながらオペレータが手動で工具を徐々に移動さ
せ、工具刃先の欠損や折損を招かないように細心の注意
を払いながら工具を工作機械の機上に設けた基準面に接
触させると共に、基準位置から接触位置までの主軸の移
動量に基づいて工具長の演算を行うようにしている。し
かし、これでは、工具長の測定時に人が介在しなければ
ならず、工具長の測定から加工までを自動的に行うこと
ができない。さらに、工具刃先を欠損、折損させないよ
う測定中には細心の注意が必要であり、測定には熟練と
相当時間を必要とする。
A tool having a very small diameter mounted on a spindle after a tool change, for example, a tool made of a material which is very brittle such as diamond as described above, a very small diameter having a tool diameter of about 0.1 mmφ Drills, engraving tools with very sharp cutting edges, etc. (hereinafter referred to as "micro-diameter tools")
Conventionally, the operator measures the tool length by carefully moving the tool manually while rotating the tool at the number of revolutions at the time of machining, and paying careful attention so that the tool edge is not broken or broken. The tool is brought into contact with a reference surface provided on the machine, and the tool length is calculated based on the amount of movement of the spindle from the reference position to the contact position. However, in this case, a person must intervene when measuring the tool length, and it is impossible to automatically perform the process from the measurement of the tool length to the machining. Furthermore, extreme care must be taken during the measurement so as not to break or break the tool edge, and the measurement requires skill and considerable time.

【0008】また、上記した「第2の従来技術」に示す
ような光学式の非接触形検出器を利用して工具交換後に
主軸に装着した微小径の工具の工具長測定を行う場合に
は、工具の刃先形状や工具の刃先に付着した切削液の油
膜の影響で、光学式の非接触形検出器の投光部から照射
される光線が回折現象(光が障害物の端を通過して伝播
する時に、その後方の影の部分に侵入する現象)を引き
起こして受光部に向けて直進し難くなり、工具長測定時
に工具の遮光検出位置に僅かな誤差を生じ、厳密で高精
度な工具長測定を行うことが困難となってしまう。
In the case of measuring the tool length of a small-diameter tool mounted on a spindle after a tool change by using an optical non-contact detector as described in the above-mentioned "second conventional technique", Due to the shape of the cutting edge of the tool and the oil film of the cutting fluid adhering to the cutting edge of the tool, the light beam emitted from the light emitting part of the optical non-contact type detector is diffracted (the light passes through the edge of the obstacle. When the tool propagates, it becomes difficult to go straight toward the light receiving part, and a slight error occurs in the light shielding detection position of the tool when measuring the tool length. It becomes difficult to measure the tool length.

【0009】前記の問題点を避けるためには、工具交換
後に主軸に装着された微小径の工具の工具長測定は、た
とえば上記した「第1の従来技術」に示す接触式検出器
を利用して行うのが最も望ましい。ところで、近年、加
工の高速化に伴い工作機械の送り軸の移動時における振
動発生要素が増加しており、こうした振動に影響されな
いような接触式検出器、つまり、触圧が高い(100〜
150g程度)測定子を有した検出器が、工具長測定の
ために利用されている。さらに、工具長測定時に、工具
を接触式検出器の測定子へアプローチする速度を高めて
工具長測定時間を可及的に短縮し、ひいては、加工時間
の短縮化を図ることが行われている。
In order to avoid the above-mentioned problems, the tool length measurement of a small-diameter tool mounted on the spindle after the tool replacement is performed by using, for example, the contact-type detector described in the above-mentioned "first prior art". It is most desirable to do this. By the way, in recent years, the vibration generating element at the time of moving the feed shaft of the machine tool has increased with the speeding up of the processing, and the contact type detector which is not affected by such vibration, that is, the contact pressure is high (100 to 100).
A detector having a probe is used for measuring the tool length. Further, at the time of tool length measurement, the speed of approaching the tool to the contact element of the contact type detector is increased to shorten the tool length measurement time as much as possible, and as a result, the machining time is shortened. .

【0010】しかし、接触式検出器を利用して工具交換
後に主軸に装着された微小径の工具の工具長測定を行う
場合に、前記検出器の触圧や測定子への工具のアプロー
チ速度等の測定条件の如何によっては、測定子への接触
時に工具刃先の欠損や折損を引き起こすおそれがある。
そこで、接触式検出器を利用して主軸に装着された微小
径の工具の工具長測定を自動的に行うためには、あらか
じめ当該接触式検出器の測定子の触圧を低く(20〜2
5g程度)設定し、かつ、測定子への工具のアプローチ
速度を極めて低速にする必要がある。そうすると、工具
長測定時間を徒に長くすることとなり、ひいては、加工
時間を引き伸ばす結果を招く。
However, when measuring the tool length of a small-diameter tool mounted on the spindle after the tool change using a contact-type detector, the contact pressure of the detector, the approach speed of the tool to the measuring element, etc. May cause breakage or breakage of the tool edge when contacting the probe.
Therefore, in order to automatically measure the tool length of a small-diameter tool mounted on the spindle using a contact-type detector, the contact pressure of the measuring element of the contact-type detector must be reduced in advance (20 to 2).
(Approximately 5 g) and the approach speed of the tool to the probe needs to be extremely low. In this case, the tool length measurement time is unnecessarily lengthened, and as a result, the machining time is extended.

【0011】本発明の目的は、従来の工具長測定方法及
び装置に内在する上記の諸問題を解消し、微小径の工具
の工具長測定を工作機械上で、短時間、かつ、高精度に
行うことができる工作機械の工具長測定方法及び装置を
提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems inherent in the conventional method and apparatus for measuring a tool length, and to measure the tool length of a small-diameter tool on a machine tool in a short time and with high accuracy. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for measuring a tool length of a machine tool which can be performed.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、工作機械上に光学式の工具先端位置検出手段と接触
式の工具先端位置検出手段とを併設して、光学式の工具
先端位置検出手段へ向けて比較的速い送り速度で工具を
移動させてその先端位置を検出し、その後、あらかじめ
設定した所定位置から、かなり遅い送り速度で工具を、
接触式の工具先端位置検出手段へ向けて移動させてその
先端位置を検出し、接触式の工具先端位置検出手段で検
出した工具の先端位置と主軸の基準位置とから当該工具
の工具長を演算するようにしたものである。詳細には、
次に述べるとおりの各構成要件を具備している。 (1) 主軸に装着された工具とワークとを相対移動さ
せて前記ワークを加工する工作機械において、前記工具
と相対移動可能な所定位置に光学式の工具先端位置検出
手段及び接触式の工具先端位置検出手段を設け、前記工
具を第一の送り速度で前記光学式の工具先端位置検出手
段の測定領域へ向けて移動させ前記工具先端位置を検出
するとともに、前記接触式の工具先端位置検出手段の測
定子より所定距離だけ離れた位置へ誘導し、前記工具を
前記第一の送り速度より小さな第二の送り速度で、前記
所定位置から前記接触式の工具先端位置検出手段の測定
子へ向けて移動させ、前記工具の先端位置を検出し、前
記接触式の工具先端位置検出手段で検出した前記工具の
先端位置とあらかじめ設定した前記主軸の基準位置とか
ら前記工具の工具長を演算する、工作機械の工具長測定
方法。
In order to achieve the above-mentioned object, an optical tool tip position detecting means and a contact type tool tip position detecting means are provided on a machine tool. The tool is moved at a relatively high feed rate toward the detection means to detect the tip position, and then, from a predetermined position set in advance, the tool is moved at a considerably low feed rate,
The tool is moved toward the contact-type tool tip position detecting means to detect the tip position, and the tool length of the tool is calculated from the tool tip position detected by the contact-type tool tip position detecting means and the reference position of the main shaft. It is something to do. For details,
Each component is provided as described below. (1) In a machine tool for processing a workpiece by relatively moving a tool and a tool mounted on a spindle, an optical tool tip position detecting means and a contact type tool tip are provided at predetermined positions relatively movable with respect to the tool. A position detecting means for moving the tool toward a measurement area of the optical tool tip position detecting means at a first feed speed to detect the tool tip position, and the contact type tool tip position detecting means; The tool is guided to a position separated by a predetermined distance from the measuring element, and the tool is directed from the predetermined position to the measuring element of the contact-type tool tip position detecting means at a second feeding speed smaller than the first feeding speed. The tool tip position of the tool is detected from the tip position of the tool detected by the contact-type tool tip position detecting means and a preset reference position of the spindle. Is a tool length measurement method for machine tools.

【0013】(2) 数値制御部からの送り軸の移動指
令により主軸に装着された工具とワークとを相対移動さ
せて前記ワークを加工する工作機械において、前記工具
と相対移動可能な所定位置に設けられた光学式の工具先
端位置検出手段と、前記工具と相対移動可能な所定位置
に設けられ測定子を有した接触式の工具先端位置検出手
段と、前記工具を第一の送り速度で前記光学式の工具先
端位置検出手段の測定領域へ向けて移動させ前記工具の
先端位置を検出するとともに、前記接触式の工具先端位
置検出手段の測定子より所定距離だけ離れた位置へ誘導
し、前記工具を前記第一の送り速度より小さい第二の送
り速度で前記所定位置から前記接触式の工具先端位置検
出手段の測定子へ向けて移動させ、前記工具の先端位置
を検出するよう測定動作を制御する測定制御手段と、前
記接触式の工具先端位置検出手段で検出した前記工具の
先端位置とあらかじめ設定した前記主軸の基準位置とか
ら前記工具の工具長を演算する工具長演算手段と、を具
備する工作機械の工具長測定装置。
(2) In a machine tool for processing a workpiece by relatively moving a tool mounted on a main spindle and a workpiece in response to a feed axis movement command from a numerical control unit, the workpiece is moved to a predetermined position relative to the tool. The provided optical tool tip position detecting means, the contact type tool tip position detecting means having a tracing stylus provided at a predetermined position relatively movable with respect to the tool, and the tool at a first feed speed. While moving toward the measurement area of the optical tool tip position detecting means to detect the tip position of the tool, guiding to a position separated by a predetermined distance from the measuring element of the contact type tool tip position detecting means, A tool is moved from the predetermined position to the contact point of the contact-type tool tip position detecting means at a second feed rate smaller than the first feed rate, and measurement is performed to detect the tip position of the tool. Measurement control means for controlling operation, tool length calculation means for calculating the tool length of the tool from the tip position of the tool detected by the contact-type tool tip position detection means and a preset reference position of the spindle, A tool length measuring device for a machine tool comprising:

【0014】(3) 前記光学式の工具先端位置検出手
段の測定領域の略下方位置に前記接触式の工具先端位置
検出手段の測定子を配置した上記第(2)項に記載の工
作機械の工具長測定装置。
(3) The machine tool according to the above (2), wherein the measuring element of the contact-type tool tip position detecting means is disposed substantially below the measurement area of the optical tool tip position detecting means. Tool length measuring device.

【0015】[0015]

【作用】本件発明の作用を概略、説明すれば、次のとお
りである。 工具交換後の工具を第一の送り速度で軸送りするこ
とにより光学式の非接触形位置検出手段の測定領域に進
入させ工具の先端位置を素速く検出すると共に、前記工
具を触圧の小さな接触式位置検出手段の測定子前の同測
定子に近接した個所まで、第一の送り速度のまま誘導す
る。 工具を接触式位置検出手段の測定子前の同測定子に
近接した個所に到達させると同時に、前記工具の送り速
度を第一の速度に較べ極めて遅い第二の送り速度に減速
する。
The operation of the present invention will be briefly described below. By axially feeding the tool after the tool change at the first feed speed, the tool enters the measurement area of the optical non-contact type position detecting means to quickly detect the tip position of the tool, and the tool has a small contact pressure. The guide is guided at the first feed speed to a position in front of the contact point of the contact type position detecting means and close to the contact point. Simultaneously, the tool is moved to a position close to the contact point of the contact type position detecting means before the contact point, and at the same time, the feed speed of the tool is reduced to a second feed speed which is extremely slower than the first speed.

【0016】 工具の移動に基づき発生する振動の影
響を避けるために、工具先端が接触式位置検出手段の測
定子に近接した前記個所を通過する時点で、初めて接触
式位置検出手段の検出信号を有効(起動)にする。 工具先端を接触式位置検出手段に近接した前記個所
から、測定子に徐々に第二の送り速度で進入させるこ
と、また、触圧の極めて小さな接触式位置検出手段を採
用することにより、微小径工具の刃先先端が測定子に接
触したときに、欠損、折損が生じないように図る。
In order to avoid the influence of vibration generated due to the movement of the tool, the detection signal of the contact-type position detecting means is not output until the tip of the tool passes through the above-mentioned location close to the measuring element of the contact-type position detecting means. Enable (start). The tool tip is made to gradually enter the measuring element at the second feed speed from the point close to the contact-type position detecting means, and by adopting the contact-type position detecting means with extremely small contact pressure, When the tip of the cutting edge of the tool comes into contact with the probe, the chip is prevented from being broken or broken.

【0017】 工具先端が接触式位置検出手段の測定
子に接触した信号が送り軸位置検出手段に入力される
と、工具の軸送りを停止すると共に、送り軸位置検出手
段からの前記信号と、あらかじめ記憶させてある工具取
付基準位置とに基づき、工具長演算手段で工具長を機上
において算出する。 以上、述べた方法、装置に基づき、従来、接触式位
置検出手段による自動測定には馴染まない、または不可
能とされた微小径工具の工具長の測定を工具刃先の欠
損、折損を生じることなく、通常の工具長の測定とほ
ぼ、同程度の時間で高精度に測定することが可能とな
り、当該微小径工具による工具交換を含む、連続加工、
加工面に段差が生じることのない高精度加工を可能にし
た。
When a signal indicating that the tip of the tool has contacted the tracing stylus of the contact type position detecting means is input to the feed axis position detecting means, the axis of the tool is stopped, and the signal from the feed axis position detecting means, The tool length is calculated on the machine by the tool length calculation means based on the tool attachment reference position stored in advance. As described above, based on the method and apparatus described above, conventionally, the measurement of the tool length of a small-diameter tool, which is unfamiliar or impossible with the automatic measurement by the contact-type position detection means, is performed without causing any chipping or breakage of the tool edge. , It is possible to measure with high accuracy in almost the same time as the measurement of the normal tool length, including continuous machining, including tool replacement with the micro-diameter tool
High-precision processing without any step on the processing surface has been enabled.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て説明するが、本発明の構成要件のうちには、本発明の
出願当時の当業界の技術水準の範囲内で、適宜に変更可
能な部材を含むから、本実施形態のみに基づいて、発明
の要旨を減縮して解することは許されない。図1は、本
発明の工具長測定方法を実施する工作機械の工具長測定
装置の一実施形態の要部側面図及び構成ブロック図、図
2は、図1の矢視Aによる工具交換装置及び工具長測定
装置の要部正面図である。図3は、前記装置の構成要素
の一つである光学式の非接触形位置検出装置の平面図を
示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below. Some of the constituent elements of the present invention may be appropriately changed within the technical level of the industry at the time of filing the present invention. Therefore, it is not allowed to reduce the scope of the invention based on only the present embodiment. FIG. 1 is a side view and a configuration block diagram of a main part of an embodiment of a tool length measuring device for a machine tool that implements a tool length measuring method according to the present invention. FIG. It is a principal part front view of a tool length measuring device. FIG. 3 is a plan view of an optical non-contact position detecting device which is one of the components of the device.

【0020】まず、図1,図2を参照して、工具長測定
装置を備えたNC工作機械の要部を説明する。図中、N
C工作機械の本体(図示せず)には、工具1を装着した
主軸3が主軸頭5に回転自在に軸支され、NC装置68の
数値制御部69からの指令に基づき、X軸送りモータ7、
Y軸送りモータ9、Z軸送りモータ11及び主軸回転用モ
ータ(図示せず)を駆動することにより、主軸頭5とワー
ク(図示せず)を載置するテーブル13との間で、X,
Y,Z軸の直交3軸方向への相対移動を行わせ、また、
主軸3を主軸頭5内で回転させる。主軸3内に設けたド
ローバー(図示せず)下部には工具1を把持するコレッ
トチャック15が螺着され、主軸3内でドローバーがコレ
ットチャック15と共に上下方向に移動可能なように組付
けてある。
First, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, an essential part of an NC machine tool provided with a tool length measuring device will be described. In the figure, N
On the main body (not shown) of the C machine tool, a spindle 3 on which the tool 1 is mounted is rotatably supported by the spindle head 5 and, based on a command from a numerical controller 69 of the NC device 68, an X-axis feed motor 7,
By driving the Y-axis feed motor 9, the Z-axis feed motor 11, and the spindle rotation motor (not shown), X, X and Y are moved between the spindle head 5 and a table 13 on which a work (not shown) is placed.
Causing relative movement in the three orthogonal directions of the Y and Z axes,
The spindle 3 is rotated within the spindle head 5. A collet chuck 15 for holding the tool 1 is screwed into a lower part of a draw bar (not shown) provided in the main spindle 3, and the draw bar is assembled in the main spindle 3 so as to be movable in the vertical direction together with the collet chuck 15. .

【0021】図2において、テーブル13の側面に取り付
けたブラケット19上にガイド21を設け、前記ガイド21に
よりX軸と平行な方向へ往復移動可能に案内されるキャ
リア23上にマガジンベース25を立設し、工具1を収納す
る工具マガジン17がマガジンベース25上に固定されてい
る。工具マガジン17は、樹脂などの弾性材料からなる板
材で、板厚の中間部に溝部17b が形成された上下二層よ
りなり、工具1を収納する8個の工具ポット17a が形成
されている。各工具1には弾性リング27が嵌着されてお
り、前記弾性リング27が、工具1を工具マガジン17の工
具ポット17a への収納時に前記溝部17b に嵌合して、そ
の上下が挟まれて軸線方向のおよその基準となり、工具
ポット17a に把持される。
In FIG. 2, a guide 21 is provided on a bracket 19 attached to the side surface of the table 13, and a magazine base 25 is set up on a carrier 23 guided by the guide 21 so as to be able to reciprocate in a direction parallel to the X axis. A tool magazine 17 for housing the tool 1 is fixed on a magazine base 25. The tool magazine 17 is a plate material made of an elastic material such as a resin. The tool magazine 17 has two upper and lower layers in which a groove 17b is formed in an intermediate portion of the plate thickness, and eight tool pots 17a for storing the tool 1 are formed. An elastic ring 27 is fitted to each tool 1. The elastic ring 27 fits into the groove 17b when the tool 1 is stored in the tool pot 17a of the tool magazine 17, and the upper and lower portions thereof are sandwiched. It becomes a rough reference in the axial direction and is held by the tool pot 17a.

【0022】キャリア23の左側面(図2参照)に取り付
けたプレート29には、ブラケット19に設けたシリンダ31
のピストンロッド33の一端が固定され、シリンダ31に加
圧空気を供給してロッド33を進退させることにより、キ
ャリア23をガイド21に沿ってX軸と平行な方向へ移動さ
せ、その結果、キャリア23上に立設したマガジンベース
25上に固定された工具マガジン17を、工具交換が可能で
ある前進位置(図2参照)とワークの加工領域外の退避
位置との間で往復移動させることができる。前記プレー
ト29の右側面にプーリ35を回転自在に支持するプーリブ
ラケット37を取り付け、プーリ35と同軸上に固定された
ピニオン39が、ガイド21に取り付けたラック41と噛み合
っている。プレート29には、加工中に切屑や切削液が工
具マガジン17周辺部に付着することを防止するカバー43
が取り付けてあり、前記カバー43には、プーリ45と共動
するマガジンカバー47が同軸上に枢着され、プーリ35,
45との間にベルト49が張設されている。
A plate 29 attached to the left side surface (see FIG. 2) of the carrier 23 has a cylinder 31
One end of the piston rod 33 is fixed, and by supplying pressurized air to the cylinder 31 to move the rod 33 forward and backward, the carrier 23 is moved along the guide 21 in a direction parallel to the X axis. Magazine base set up on 23
The tool magazine 17 fixed on the top 25 can be reciprocated between a forward position (see FIG. 2) where a tool can be changed and a retracted position outside the work area of the work. A pulley bracket 37 for rotatably supporting the pulley 35 is attached to the right side surface of the plate 29, and a pinion 39 fixed coaxially with the pulley 35 is engaged with a rack 41 attached to the guide 21. The plate 29 has a cover 43 for preventing chips and cutting fluid from adhering to the periphery of the tool magazine 17 during machining.
A magazine cover 47 cooperating with a pulley 45 is coaxially pivotally mounted on the cover 43, and pulleys 35 and
A belt 49 is stretched between the belt 45 and the belt 45.

【0023】通常、工具マガジン17は、ワークの加工領
域外である退避位置にあるが、NC装置68の数値制御部
69から工具交換の指令が送出されたときは、機械制御装
置71に工具マガジン移動指令が送られシリンダ31を作動
させてピストンロッド33を引き込み、プレート29を右行
させて工具マガジン17を工具交換位置に前進させる。同
時に、ガイド21に取り付けたラック41と噛み合っている
ピニオン39及びピニオン39に固定したプーリ35が反時計
方向に回り、ベルト49を介してプーリ45を反時計回りに
回転させ、マカジンカバー47を開く。この状態におい
て、工具マガジン17とNC工作機械の主軸3との間で
X,Y,Z軸方向への相対移動による自動工具交換また
は、工具マガジン17に収納されている工具1の手動によ
る差換えが可能になる。
Normally, the tool magazine 17 is located at the retracted position outside the machining area of the workpiece.
When a tool change command is sent from 69, a tool magazine movement command is sent to the machine control unit 71 to operate the cylinder 31 to retract the piston rod 33, move the plate 29 to the right, and change the tool magazine 17 to the tool change. Advance to position. At the same time, the pinion 39 meshing with the rack 41 attached to the guide 21 and the pulley 35 fixed to the pinion 39 rotate counterclockwise, rotate the pulley 45 counterclockwise via the belt 49, and remove the makajin cover 47. open. In this state, automatic tool change by relative movement in the X, Y, and Z axis directions between the tool magazine 17 and the spindle 3 of the NC machine tool, or manual replacement of the tool 1 stored in the tool magazine 17 is performed. Will be possible.

【0024】すなわち、工具交換時、主軸3に装着され
た工具1を工具マガジン17の工具ポット17a に収納する
ときは、ドローバーを下方に押し出すことによりコレッ
トチャック15を主軸3先端部から突出させ、コレットチ
ャック15を主軸先端部のテーパ穴から開放するように
し、工具1をアンクランプする。工具マガジン17の工具
ポット17a に収納した工具1を主軸3に装着するとき
は、ドローバーを引き上げてコレットチャック15のテー
パ部と主軸3先端部のテーパ穴とを嵌合させることによ
りコレットチャック15に把持力を与え、工具1をクラン
プする。
That is, when the tool 1 mounted on the spindle 3 is stored in the tool pot 17a of the tool magazine 17 at the time of tool change, the collet chuck 15 is projected from the tip of the spindle 3 by pushing the draw bar downward. The tool 1 is unclamped so that the collet chuck 15 is released from the tapered hole at the tip of the spindle. When the tool 1 stored in the tool pot 17a of the tool magazine 17 is to be mounted on the main spindle 3, the draw bar is pulled up to fit the tapered portion of the collet chuck 15 with the tapered hole at the tip of the main spindle 3, so that the collet chuck 15 is engaged. The tool 1 is clamped by applying a gripping force.

【0025】加工の妨げとならないテーブル13上の所定
位置には、工具1の先端位置を検出するラインセンサ
(光学式の非接触形検出器)51を設けている。ここで、
ラインセンサ51はテーブル13上に限られず、主軸3、つ
まり工具1と相対移動可能な位置ならば何処に設けられ
ていてもよい。図3(a)に示すように、前記ラインセン
サ51は、テーブル13上に取り付けられたセンサベース51
a 内に、発光ダイオードなどの光源からの光を平行光線
53へ変換するレンズを内蔵する投光部51b と、投光部51
b から投光された光線53を受光する複数個の電荷結合型
素子(CCD)等の受光素子55が所定間隔(たとえば数
μm 間隔)で配列された受光部51c とが設けられ、投光
部51b と受光部51c とは互いに対向するように配置され
ている。工具長測定時に、工具1がラインセンサ51の投
光部51b と受光部51c との間の測定領域に達し、投光部
51b から照射される光線53を遮光したことを受光部51c
の受光素子55で検出し、電気信号に変換している。
At a predetermined position on the table 13 which does not hinder the processing, a line sensor (optical non-contact type detector) 51 for detecting the position of the tip of the tool 1 is provided. here,
The line sensor 51 is not limited to the position on the table 13 and may be provided anywhere as long as the main shaft 3, that is, the position relative to the tool 1 is movable. As shown in FIG. 3A, the line sensor 51 is a sensor base 51 mounted on the table 13.
In a, light from a light source such as a light-emitting diode
Projection unit 51b with built-in lens to convert to 53
a light receiving section 51c in which a plurality of light receiving elements 55 such as charge-coupled devices (CCD) for receiving the light beam 53 emitted from the light receiving section 51b are arranged at predetermined intervals (for example, at intervals of several μm). 51b and light receiving section 51c are arranged so as to face each other. At the time of tool length measurement, the tool 1 reaches a measurement area between the light projecting portion 51b and the light receiving portion 51c of the line sensor 51, and
The light receiving section 51c indicates that the light beam 53 emitted from the
, And is converted into an electric signal.

【0026】なお、図示していないが、センサベース51
a の測定領域入口部と底部に、ラインセンサ51に故障が
発生したり誤作動が生じたときに備えて、工具1との接
触を検出する接触板を設けてもよい。前記底部の接触板
には、工具長測定時に、工具1からラインセンサ51の測
定領域に飛散する切屑や切削液が投光部51b 及び受光部
51c を汚さないようにすると共に、投光部51b 及び受光
部51c の曇り止めの効果も奏するように、測定領域に向
け加圧空気を上向きに噴出する複数個のノズルが配設さ
れていてもよい。前記加圧空気は、工具1に向けても噴
射すれば、工具長測定時に工具1の刃先等に付着した切
屑、切削液などを測定領域外に吹き飛ばすことも可能で
ある。
Although not shown, the sensor base 51
A contact plate for detecting contact with the tool 1 may be provided at the entrance and the bottom of the measurement area a in case of a failure or malfunction of the line sensor 51. When the tool length is measured, chips and cutting fluid scattered from the tool 1 to the measurement area of the line sensor 51 are supplied to the bottom contact plate by the light projecting unit 51b and the light receiving unit.
Even if a plurality of nozzles are provided to blow out the pressurized air upward toward the measurement area so as not to contaminate 51c and also to have the effect of preventing fogging of the light emitting part 51b and the light receiving part 51c. Good. If the pressurized air is also jetted toward the tool 1, it is possible to blow chips, cutting fluid, and the like attached to the cutting edge or the like of the tool 1 out of the measurement area when measuring the tool length.

【0027】前記ラインセンサ51を取り囲むように設け
たセンサカバー57は、加工中に飛散する切屑や切削液が
ラインセンサ51周辺部に付着するのを防止するものであ
り、工具長測定時には、シリンダ(図示せず)に加圧空
気が供給されて開き、ラインセンサ51の測定領域を工具
1に対して開放する。再び、図1を参照して、前記ライ
ンセンサ51の測定領域に対し主軸3の軸送り方向(Z軸
方向)に沿って、より下方位置に測定領域を有し、か
つ、加工の妨げとならないテーブル13上の所定位置に工
具先端位置検出のための接触式センサ63を設けている。
接触式センサ63もラインセンサ51と同様、テーブル13上
に限らず、工具1と相対移動可能な位置ならば何処に設
けられていてもよい。
The sensor cover 57 provided so as to surround the line sensor 51 prevents chips and cutting fluid scattered during machining from adhering to the periphery of the line sensor 51. Pressurized air is supplied to (not shown) to open, and the measurement area of the line sensor 51 is opened to the tool 1. Referring again to FIG. 1, there is a measurement area at a lower position along the axis feed direction (Z-axis direction) of the main shaft 3 with respect to the measurement area of the line sensor 51, and does not hinder processing. At a predetermined position on the table 13, a contact sensor 63 for detecting the position of the tool tip is provided.
Similarly to the line sensor 51, the contact sensor 63 is not limited to being provided on the table 13, and may be provided anywhere as long as it can move relative to the tool 1.

【0028】さきに述べたとおり、従来、機械加工の高
速化、測定時間の短縮化を目的として、工具長測定用の
接触式センサに対する測定進入速度を高速化し、それに
応じ測定子の触圧を100〜150g程度に高くして、
軸送りに基づき発生する振動が測定精度に影響しないよ
うにするのが一般的であるが、本実施形態の接触式セン
サ63では、この測定子65の触圧を20〜25g程度に小
さくして、工具先端の接触時に、刃先の欠損、折損が生
じないよう設計している。さらに、測定領域に進入する
工具1の送り速度を遅くして、工具長測定時には工具先
端が緩やかに測定子65に当るように配慮されてる。な
お、接触式センサ63にも、同センサ63を取り囲むように
センサカバー67が設けてあり、加工中に飛散する切屑や
切削液が接触式センサ63周辺部に付着するのを防止して
いる。このセンサカバー67も工具長測定時にはシリンダ
(図示せず)にエアが供給されて開き、接触式センサ63
の測定領域を開放する。
As described above, conventionally, for the purpose of speeding up machining and shortening the measuring time, the measuring approach speed to the contact type sensor for measuring the tool length is increased, and the contact pressure of the measuring element is accordingly reduced. About 100-150g,
It is general that the vibration generated based on the axial feed does not affect the measurement accuracy. However, in the contact type sensor 63 of the present embodiment, the contact pressure of the measuring element 65 is reduced to about 20 to 25 g. It is designed so that the edge of the cutting edge does not break or break when the tip of the tool contacts. Further, the feed speed of the tool 1 entering the measurement area is reduced so that the tool tip gently hits the tracing stylus 65 when measuring the tool length. The contact sensor 63 is also provided with a sensor cover 67 so as to surround the sensor 63 to prevent chips and cutting fluid scattered during machining from adhering to the periphery of the contact sensor 63. When the tool length is measured, air is supplied to a cylinder (not shown) to open the sensor cover 67, and the contact type sensor 63 is opened.
Open the measurement area of.

【0029】工作機械の制御手段は、NC装置68と機械
制御装置71とにより構成される。NC装置68内の数値制
御部69は、加工プログラム及び工具長測定プログラムで
なるNCプログラムを読み取り、解読して直線補間や円
弧補間の演算を行い、移動指令をサーボ部を通してX軸
送りモータ7、Y軸送りモータ9、Z軸送りモータ11に
送出して各軸送りモータの駆動制御を行うと共に、主軸
回転用モータに主軸3の回転指令を送出する。また、N
Cプログラムの加工プログラムには工具交換指令などが
含まれ、加工工程において工具交換指令が送出されたと
きには、加工の一時中止、工具マガジン17の移動、主軸
3のX,Y,Z軸方向への移動による工具1の交換等の
指令を、順次、プログラムに従って機械制御装置71へ送
出する。
The control means of the machine tool comprises an NC unit 68 and a machine control unit 71. The numerical controller 69 in the NC device 68 reads and decodes an NC program consisting of a machining program and a tool length measurement program to perform linear interpolation or circular interpolation, and sends a movement command through the servo unit to the X-axis feed motor 7, It sends the rotation command to the Y-axis feed motor 9 and the Z-axis feed motor 11 to control the drive of each axis feed motor and sends a rotation command of the spindle 3 to the spindle rotation motor. Also, N
The machining program of the C program includes a tool exchange command and the like. When a tool exchange command is transmitted in the machining process, the machining is temporarily stopped, the tool magazine 17 is moved, and the spindle 3 is moved in the X, Y, and Z axis directions. Commands such as replacement of the tool 1 by movement are sequentially transmitted to the machine control device 71 according to a program.

【0030】機械制御装置71は、測定制御部73、工具長
演算部75、データ記憶部77及び送り軸位置検出部79より
構成されている。測定制御部73には、NCプログラムの
工具長測定プログラムが記憶され、ラインセンサ51また
は接触式センサ63の測定領域への工具移動指令、ライン
センサ51への工具アプローチ速度(第一送り速度)指
令、接触式センサ63の測定子65への工具アプローチ速度
(第二送り速度)指令、接触式センサ63の測定子65から
所定距離離れた位置(工具アプローチ速度を第一送り速
度から第二送り速度へ減速する送り軸の位置)への工具
移動指令などが含まれる。
The machine controller 71 comprises a measurement controller 73, a tool length calculator 75, a data storage 77, and a feed axis position detector 79. The tool length measurement program of the NC program is stored in the measurement control unit 73, and a tool movement command to the measurement area of the line sensor 51 or the contact sensor 63, a tool approach speed (first feed speed) command to the line sensor 51, is issued. , A tool approach speed (second feed speed) command to the contact point 65 of the contact sensor 63, a position separated from the contact point 65 of the contact sensor 63 by a predetermined distance (the tool approach speed is changed from the first feed speed to the second feed speed) Command for moving the tool to the position of the feed axis that decelerates to

【0031】データ記憶部には、工具長を演算する基準
となる送り軸の位置(キャリブレーションデータ)が、
加工を行う前にあらかじめ求められ、記憶されている。
キャリブレーションデータは、主軸1の先端部がライン
センサ51における遮光を検出したときの送り軸の位置及
び主軸1の先端部が接触式センサ63の測定子65における
接触を検出したときの送り軸の位置である。キャリブレ
ーションデータを求める際に、主軸1の先端部を各セン
サ51,63にアプローチするときに、主軸1の外径によっ
ては主軸1と各センサ本体51,63との干渉が発生するこ
とが想定される。そこで、工具長が既知の工具を主軸1
に装着して、当該工具が各センサ51,63における遮光ま
たは接触を検出したときの送り軸の位置を検出して、こ
れらの検出位置と既知の工具長とから主軸1の先端部が
各センサ51,63における遮光または接触を検出したとき
の送り軸の位置を逆算するようにしている。
The data storage unit stores the position of the feed axis (calibration data) as a reference for calculating the tool length.
It is obtained and stored in advance before processing.
The calibration data includes the position of the feed shaft when the tip of the main shaft 1 detects light blocking in the line sensor 51 and the position of the feed shaft when the tip of the main shaft 1 detects contact with the measuring element 65 of the contact sensor 63. Position. When obtaining the calibration data, when the tip of the spindle 1 approaches each of the sensors 51 and 63, it is assumed that interference between the spindle 1 and each of the sensor bodies 51 and 63 occurs depending on the outer diameter of the spindle 1. Is done. Therefore, a tool with a known tool length is
And the position of the feed shaft when the tool detects light shielding or contact in each of the sensors 51 and 63 is detected. Based on these detected positions and the known tool length, the tip of the main shaft 1 The position of the feed shaft when light shielding or contact is detected in 51 and 63 is calculated backward.

【0032】送り軸位置検出部79では、NC装置68の数
値制御部69から各軸送りモータ7,9,11に送出される
移動指令により、ロータリエンコーダ8,10,12やリニ
アスケールなどを介してX,Y,Z軸の各送り軸の位置
を刻々読み込んでおり、工具長測定時に、工具1先端部
の各センサ51,63における遮光または接触信号を受け
て、そのときのX,Y,Z軸の各送り軸の位置を検出す
ることができる。工具長演算部75では、工具長測定時
に、工具1先端部の各センサ51,63による遮光または接
触を検出したときの送り軸位置検出部79におけるX,
Y,Z軸の各送り軸の位置データと、データ記憶部77に
記憶された主軸1の先端部の基準位置データとから工具
長を演算する。また、必要に応じて、工具長の変位量で
ある工具オフセット量を演算して、測定制御部73を介し
てNC装置68の数値制御部69へ送出している。
In the feed axis position detecting section 79, a movement command sent from the numerical control section 69 of the NC unit 68 to each of the axis feed motors 7, 9, 11 via the rotary encoders 8, 10, 12 and the linear scale. The position of each feed axis of the X, Y, and Z axes is read every moment, and when the tool length is measured, the light receiving or contact signals from the sensors 51 and 63 at the tip of the tool 1 are received, and the X, Y, and Z signals at that time are received. The position of each feed axis of the Z axis can be detected. In the tool length calculating section 75, when the tool length is measured, X, X in the feed axis position detecting section 79 when the light shielding or contact by the sensors 51 and 63 at the tip of the tool 1 is detected.
The tool length is calculated from the position data of each feed axis of the Y and Z axes and the reference position data of the tip end of the spindle 1 stored in the data storage unit 77. If necessary, a tool offset amount, which is a displacement amount of the tool length, is calculated and sent to the numerical control unit 69 of the NC device 68 via the measurement control unit 73.

【0033】(実施形態1)以上、述べた工作機械の工
具長測定装置に基づいて、本実施形態の工具長測定方法
を説明する。 (1)所望形状の加工に使用する複数の微小径工具を含
む工具1に対し弾性リング27を嵌着して、工具マガジン
17の工具ポット17a に収納する。主軸3に別の工具1が
装着されている場合には、前記工具1を返却、交換する
ための空の工具ポット17a を、工具マガジン17に設けて
おく必要がある(図1参照)。 (2)NC装置68の数値制御部69から工具交換指令が送
出されると、機械制御装置71に工具マガジン移動指令が
送られ、シリンダ31(図2参照)に加圧空気が供給さ
れ、工具マガジン17が工具交換可能な位置まで前進する
と共に、マガジンカバー47を開放する。その後、工具マ
ガジン17と主軸3との間で、X,Y,Z軸方向への相対
移動により自動工具交換が行われる。その都度、上述し
たとおり、主軸3のコレットチャック15を開閉して工具
1の開放、装着が行われる。
(Embodiment 1) The tool length measuring method of the present embodiment will be described based on the tool length measuring device of a machine tool described above. (1) An elastic ring 27 is fitted to a tool 1 including a plurality of micro-diameter tools used for machining a desired shape, and a tool magazine is provided.
It is stored in 17 tool pots 17a. When another tool 1 is mounted on the main spindle 3, an empty tool pot 17a for returning and exchanging the tool 1 needs to be provided in the tool magazine 17 (see FIG. 1). (2) When a tool change command is sent from the numerical controller 69 of the NC device 68, a tool magazine movement command is sent to the machine control device 71, and pressurized air is supplied to the cylinder 31 (see FIG. 2). The magazine 17 advances to a position where the tool can be exchanged, and the magazine cover 47 is opened. Thereafter, automatic tool change is performed between the tool magazine 17 and the spindle 3 by relative movement in the X, Y, and Z axis directions. Each time, as described above, the collet chuck 15 of the spindle 3 is opened and closed to open and mount the tool 1.

【0034】(3)工具交換が完了すると、再び、シリ
ンダ31に加圧空気が供給され、工具マガジン17を旧位置
まで後退させると共に、マガジンカバー47を回動させ、
工具マガジン17をカバーする。 (4)工具交換後に、機械制御装置71の測定制御部73に
記憶された工具長測定プログラムからの指令に基づき、
工具1が、ラインセンサ51の測定領域上に位置決めされ
る。 (5)次いで、ラインセンサ51及び接触式センサ63のセ
ンサカバー57,67を開放状態とすると共に、ラインセン
サ51の投光部51b から受光部51c に向けて、光線53を照
射する。このときは、まだ、接触式センサ63は、起動し
ていない。
(3) When the tool change is completed, pressurized air is again supplied to the cylinder 31 to retreat the tool magazine 17 to the old position and rotate the magazine cover 47,
Covers tool magazine 17. (4) After the tool change, based on a command from the tool length measurement program stored in the measurement control unit 73 of the machine control device 71,
The tool 1 is positioned on the measurement area of the line sensor 51. (5) Next, the sensor covers 57 and 67 of the line sensor 51 and the contact sensor 63 are opened, and the light beam 53 is emitted from the light projecting portion 51b of the line sensor 51 to the light receiving portion 51c. At this time, the contact sensor 63 has not been activated yet.

【0035】(6)工具1をラインセンサ51の測定領域
に向け、たとえば2000mm/min 程度の送り速度(第一送
り速度)でZ軸方向へ移動させる。 (7)工具1の先端部によりラインセンサ51の受光部51
c に向けた光線53を遮光した出力が、NC装置68の数値
制御部69に送出されて工具1のZ軸方向への移動を一時
停止または減速させる。同時に、機械制御装置71の送り
軸位置検出部79では、工具1の先端部によるラインセン
サ51の遮光出力を受けて、その瞬間の送り軸(Z軸)の
位置を検出する。こうして、主軸3に装着された当該工
具1の先端位置を求めることができる。 (8)その後、工具1を接触式センサ63の測定子65上に
移動させ、さきの工具1の先端部が接触式センサ63の測
定子65の上方位置、たとえば、50μm 程度上方位置に達
するまで、再度工具1を第一送り速度でZ軸方向へ移動
させると共に、同位置に達すると同時に、工具1の送り
速度を、たとえば、0.3 mm/min 程度のかなり遅い送り
速度(第二送り速度)に減速させて、接触式センサ63の
測定子65に向けて移動させる。ここで、工具1の送り速
度が第二送り速度に減速されると同時に、測定子65の触
圧が20〜25g程度の接触式センサ63を起動させる
(接触式センサ63からの検出出力を有効にする)ように
して、軸送りにより生じる振動が接触式センサ63の検出
精度に影響しないよう図られている。
(6) The tool 1 is moved toward the measurement area of the line sensor 51 in the Z-axis direction at a feed speed (first feed speed) of, for example, about 2000 mm / min. (7) The light receiving section 51 of the line sensor 51 is
An output obtained by blocking the light beam 53 toward c is sent to the numerical controller 69 of the NC device 68 to temporarily stop or decelerate the movement of the tool 1 in the Z-axis direction. At the same time, the feed axis position detector 79 of the machine controller 71 receives the light-shielded output of the line sensor 51 by the tip of the tool 1 and detects the position of the feed axis (Z axis) at that moment. Thus, the tip position of the tool 1 mounted on the spindle 3 can be obtained. (8) After that, the tool 1 is moved onto the contact 65 of the contact sensor 63 until the tip of the tool 1 reaches a position above the contact 65 of the contact sensor 63, for example, about 50 μm. The tool 1 is again moved in the Z-axis direction at the first feed speed, and at the same time when the same position is reached, the feed speed of the tool 1 is reduced to a considerably low feed speed of about 0.3 mm / min (second feed speed). , And is moved toward the tracing stylus 65 of the contact-type sensor 63. Here, at the same time when the feed speed of the tool 1 is reduced to the second feed speed, the contact type sensor 63 whose contact pressure of the tracing stylus 65 is about 20 to 25 g is activated (the detection output from the contact type sensor 63 is enabled). In this way, the vibration generated by the shaft feed is not affected by the detection accuracy of the contact sensor 63.

【0036】(9)工具1の先端部により接触式センサ
63の測定子65に接触した出力が、NC装置68の数値制御
部69に送出されて工具1のZ軸方向への移動を停止させ
る。同時に、機械制御装置71の送り軸位置検出部79で
は、工具1の先端部による接触式センサ63の接触圧力を
うけて、その瞬間の送り軸(Z軸)の位置を検出して、
工具長演算部75に送出する。よって、接触式センサ63
の触圧が極めて小さい測定子65に、工具1をかなり遅い
送り速度で軸送りして接触させるようにしたので、微小
径工具であっても工具刃先が欠損または折損するおそれ
がない。 (10)機械制御装置71の送り軸位置検出部79で検出、送
出された、工具1の先端部が接触式センサ63の測定子65
に接触した瞬間の送り軸(Z軸)の位置と、データ記憶
部77で記憶された送り軸の基準位置データ、つまり主軸
1の先端部の基準位置データとを受けて、工具長演算部
75では当該工具1の工具長を演算する。
(9) Contact type sensor by tip of tool 1
The output contacting the 63 stylus 65 is sent to the numerical controller 69 of the NC device 68 to stop the movement of the tool 1 in the Z-axis direction. At the same time, the feed axis position detecting section 79 of the machine control device 71 receives the contact pressure of the contact type sensor 63 by the tip of the tool 1 and detects the position of the feed axis (Z axis) at that moment.
It is sent to the tool length calculation unit 75. Therefore, the contact sensor 63
Since the tool 1 is axially fed at a considerably low feed speed to contact the probe 65 having a very small contact pressure, there is no risk that the tool edge is broken or broken even with a small-diameter tool. (10) The tip of the tool 1 is detected and sent out by the feed axis position detector 79 of the machine control device 71, and the tip 65 of the contact sensor 63 is
Receiving the position of the feed axis (Z-axis) at the moment when it comes into contact with the feed axis and the reference position data of the feed axis stored in the data storage unit 77, that is, the reference position data of the tip end of the spindle 1.
At 75, the tool length of the tool 1 is calculated.

【0037】(実施形態2)図3(b)に示すとおりのレ
ーザセンサ59を、前記〈実施形態1〉に説明した工具長
測定方法、装置の構成要素のうちのラインセンサ51に代
えてテーブル13上に配置し、構成する。レーザセンサ59
も、ラインセンサ51と同様、工具1と相対移動可能な位
置にあればよい。ラインセンサ51の光線53には幅を持た
せてあるために、工具1を回転させなくても工具1の先
端部の最も突出した位置を検出することができる。前記
レーザセンサ59の投光部59b は、一本のビーム状(レー
ザ)光線61を対向する受光部59c に向けて照射するだけ
であるので、工具長測定時には、工具1を回転(通常、
加工状態における回転数とする)させながらレーザセン
サ59の投光部59b と受光部59c との間の測定領域に進入
させるようにしなければ、工具1の先端部の最も突出し
た位置を検出することができず、精度の高い工具長測定
ができないとされている。
(Embodiment 2) The laser sensor 59 as shown in FIG. 3B is replaced by a table instead of the line sensor 51 among the components of the tool length measuring method and apparatus described in <Embodiment 1>. Place on 13 and configure. Laser sensor 59
Also, as with the line sensor 51, it is only necessary to be at a position that can be relatively moved with respect to the tool 1. Since the light beam 53 of the line sensor 51 has a width, the most protruding position of the tip of the tool 1 can be detected without rotating the tool 1. Since the light projecting portion 59b of the laser sensor 59 only irradiates one beam-shaped (laser) beam 61 toward the opposing light receiving portion 59c, the tool 1 rotates (normally,
If it is not necessary to enter the measurement area between the light projecting part 59b and the light receiving part 59c of the laser sensor 59 while making the rotation speed in the processing state), the most protruding position of the tip of the tool 1 is detected. It is said that accurate tool length measurement cannot be performed.

【0038】なお、51a は、レーザセンサ59のセンサベ
ースである。その他の構成、たとえば、センサカバー、
接触板等のセンサ付属機器については、前記ラインセン
サ51のそれと同一と理解してもよい。本実施形態におい
ては、工具1の先端位置の検出が接触式センサ63により
行われる段階では、主軸3の回転を停止させる。その他
の工具先端位置の測定手段、構成、作用は、(実施形態
1)に説明したとおりである。
Reference numeral 51a denotes a sensor base of the laser sensor 59. Other configurations, for example, sensor cover,
The sensor attachment device such as a contact plate may be understood to be the same as that of the line sensor 51. In the present embodiment, the rotation of the main shaft 3 is stopped at the stage where the tip position of the tool 1 is detected by the contact sensor 63. The other means, configuration, and operation of the tool tip position are as described in the first embodiment.

【0039】(実施形態3)上述した2つの実施形態に
おける工具長測定方法、装置においては少なくとも、光
学式の非接触形センサと接触式センサ63とを併用して、
従来、接触式センサ63のみでは困難とされていた微小径
工具の工具長測定を、工具刃先の欠損または折損を起こ
すことなく、短時間、高精度で測定することを可能とし
た。この場合、さきの工具長測定方法、装置の構成から
みて、光学式の非接触形センサと接触式センサ63とを工
具1の軸送り(Z軸)方向に沿って併設すれば、工具1
を前記非接触形センサの測定領域から接触式センサ63の
測定子65まで一気に移動させることができ、X,Y軸方
向に水平移動させる動作、時間を節減することができ、
ひいては測定時間を短縮できることは明らかである。
(Embodiment 3) In the tool length measuring method and apparatus in the above two embodiments, at least an optical non-contact type sensor and a contact type sensor 63 are used in combination.
Conventionally, it has become possible to measure the tool length of a small-diameter tool, which has been difficult with only the contact-type sensor 63, in a short time and with high accuracy without causing breakage or breakage of the tool edge. In this case, from the viewpoint of the tool length measuring method and the configuration of the apparatus, if the optical non-contact type sensor and the contact type sensor 63 are provided along the axis feed (Z axis) direction of the tool 1, the tool 1
Can be moved at once from the measurement area of the non-contact type sensor to the tracing stylus 65 of the contact type sensor 63, and the operation of moving horizontally in the X and Y axis directions and time can be saved.
Obviously, the measurement time can be shortened.

【0040】図4は、(実施形態1)の光学式の非接触
形センサ51と接触式センサ63の要素について、上記の趣
旨に沿って上下方向に相互位置を配置し直した別の実施
形態の要部側面図である。図中、図1,2及び3記載の
センサ構成部材に付した符号と、同一の符号を付した部
材は、図1,2及び3に説明のものと同一である。本実
施形態では、光学式の非接触形センサ51の測定領域と、
接触式センサ63の測定子65とは垂直方向に重なってお
り、工具1のZ軸方向への移動のみで工具1の先端位置
検出が可能であり、したがって、光学式の非接触形セン
サ51の測定領域と接触式センサ63の測定子65との間で、
工具1の水平面のX,Y軸方向への移動は必要でない。
FIG. 4 shows another embodiment in which the elements of the optical non-contact type sensor 51 and the contact type sensor 63 of (Embodiment 1) are repositioned in the vertical direction in accordance with the above-mentioned purpose. FIG. In the drawings, the reference numerals assigned to the sensor constituent members shown in FIGS. 1, 2 and 3 are the same as those described with reference to FIGS. In the present embodiment, the measurement area of the optical non-contact sensor 51,
The tracing stylus 65 of the contact type sensor 63 is overlapped in the vertical direction, and the tip position of the tool 1 can be detected only by moving the tool 1 in the Z-axis direction. Between the measurement area and the probe 65 of the contact sensor 63,
It is not necessary to move the tool 1 in the horizontal and X-axis directions.

【0041】当該光学式の非接触形センサは、ラインセ
ンサ51でも、レーザセンサ59であっても良い。主軸3の
回転は、前記センサの型式に対応し、さきの説明のとお
り、プログラムされいてる。その他の構成、作用につい
ては、(実施形態1)記載の説明を参照すること。本発
明の実施形態を、主軸が垂直軸線回りに回転する立形マ
シニングセンタの形態に基づいて説明したが、主軸が水
平軸線回りに回転する横形マシニングセンタにも応用で
きることはいうまでもない。
The optical non-contact sensor may be a line sensor 51 or a laser sensor 59. The rotation of the spindle 3 corresponds to the type of sensor and is programmed as described above. For other configurations and operations, refer to the description in (Embodiment 1). Although the embodiment of the present invention has been described based on the form of the vertical machining center in which the main shaft rotates around the vertical axis, it goes without saying that the present invention can also be applied to a horizontal machining center in which the main shaft rotates around a horizontal axis.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明によれば、 光学式非接触形センサと触圧の小さな接触式センサ
とを併設することにより、従来、不可能または困難とさ
れていた微小径工具の工具長の自動測定が可能となり、
微小径工具を順次交換しても、交換後にその工具長を精
密に測定することができ、ワーク加工面に段差が生じる
ことのない、高精度な加工を連続的に行うことができ
る。 光学式非接触形センサにより工具の先端位置を検出
し、これを素速く触圧の小さな接触式センサの測定子近
接個所まで誘導し、以後、極めて緩やかな工具の軸送り
をさせることにより、工具刃先の欠損、折損事故がな
く、短時間で精度良く効率的に工具長の測定ができる。
等々、従来方法、装置には、期待することができない、
作用、効果を奏することができる。
According to the present invention, by automatically providing an optical non-contact type sensor and a contact type sensor having a small contact pressure, the tool length of a small-diameter tool, which has been considered impossible or difficult in the past, can be automatically controlled. Measurement is possible,
Even if the micro-diameter tools are sequentially replaced, the tool length can be accurately measured after the replacement, and high-precision machining can be continuously performed without generating a step on the workpiece machining surface. The tip position of the tool is detected by an optical non-contact type sensor, and it is quickly guided to the contact point of the contact type sensor with a small contact pressure. There is no breakage or breakage of the cutting edge, and the tool length can be accurately and efficiently measured in a short time.
For example, conventional methods and devices cannot be expected.
Functions and effects can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明工具長測定方法を実施する工作機械の工
具長測定装置の一実施形態を示す要部側面図及び構成ブ
ロック図である。
FIG. 1 is a side view and a configuration block diagram of a main part showing an embodiment of a tool length measuring device of a machine tool for implementing a tool length measuring method of the present invention.

【図2】図1の矢視Aによる工具交換装置及び工具長測
定装置の要部正面図である。
FIG. 2 is a front view of a main part of a tool changing device and a tool length measuring device taken along arrow A in FIG.

【図3】光学式の非接触形位置検出装置の平面図であ
る。
FIG. 3 is a plan view of an optical non-contact position detecting device.

【図4】本発明工具長測定方法を実施する工作機械の工
具長測定装置の別の実施形態の要部側面図である。
FIG. 4 is a side view of a main part of another embodiment of a tool length measuring device of a machine tool for implementing the tool length measuring method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 工具 3 主軸 13 テーブル 51 ラインセンサ 53,61 光線 59 レーザセンサ 63 接触式センサ 65 測定子 68 NC装置 69 数値制御部 71 機械制御装置 73 測定制御部 75 工具長演算部 77 データ記憶部 79 送り軸位置検出部 1 Tool 3 Spindle 13 Table 51 Line sensor 53, 61 Light beam 59 Laser sensor 63 Contact sensor 65 Measuring element 68 NC unit 69 Numerical control unit 71 Machine control unit 73 Measurement control unit 75 Tool length calculation unit 77 Data storage unit 79 Feed axis Position detector

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────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成9年10月3日[Submission date] October 3, 1997

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】発明の詳細な説明[Correction target item name]

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、NCフライス盤や
マシニングセンタ等の工作機械の主軸に装着された工
具、特に微小径の工具の工具長を測定する工作機械の工
具長測定方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for measuring a tool length of a machine tool for measuring a tool length of a tool mounted on a main shaft of a machine tool such as an NC milling machine or a machining center, particularly a tool having a small diameter.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、様々な形状・材質よりなる微小径
の工具、たとえば、ダイヤモンドなど材質的に非常に脆
い工具、工具径が0.1mmφ程度の極小径ドリル(材
質、超硬)、刃先が非常に鋭利な彫刻用の半月形状の工
具等を用いて、高速、かつ、高精度に微細な加工を行う
工作機械が出現している。こうした工作機械において
は、たとえば、加工に必要な工具をあらかじめ用意して
おき、NCフライス盤やマシニングセンタ等の工作機械
に付属した自動工具交換装置を利用して工作機械の主軸
に前記工具を順次、装着して所望形状の加工を自動的に
行うようにしている。
2. Description of the Related Art In recent years, tools having minute diameters of various shapes and materials, for example, very brittle tools such as diamond, extremely small diameter drills (material, carbide) having a tool diameter of about 0.1 mmφ, and cutting edges However, a machine tool has been developed which performs high-speed, high-precision fine processing using a very sharp engraving half-moon-shaped tool or the like. In such a machine tool, for example, tools necessary for machining are prepared in advance, and the tools are sequentially mounted on the main spindle of the machine tool using an automatic tool changer attached to the machine tool such as an NC milling machine or a machining center. In this way, a desired shape is automatically processed.

【0003】ここに、工作機械の自動工具交換装置の一
例として、本出願人の出願による特開平8−17436
4号公報に示されたNC工作機械の工具交換装置(以
下、「第1の従来技術」という)がある。これは、工具
を収納する工具ポットを複数個設けた工具マガジンと工
作機械の主軸との間に工具転送アームを介在させず、工
具マガジンと工作機械の主軸との間のX,Y,Z軸方向
への相対移動により直接的に工具交換を行うアームレス
方式と、工具を一旦、工具ホルダに固定して工具ホルダ
ごと工具交換を行うのではなく、工具ホルダを介在させ
ずに工具を工具マガジンと工作機械の主軸との間で、直
接的に交換するホルダレス方式との、両方式を採用した
工具交換装置である。
[0003] Here, as an example of an automatic tool changer for a machine tool, Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-17436 filed by the present applicant has been proposed.
There is a tool changer for an NC machine tool disclosed in Japanese Patent Publication No. 4 (hereinafter, referred to as "first related art"). This is because the tool transfer arm is not interposed between the tool magazine having a plurality of tool pots for accommodating tools and the main spindle of the machine tool, and the X, Y, and Z axes between the tool magazine and the main spindle of the machine tool are not provided. An armless method in which tool change is performed directly by relative movement in the direction and a tool magazine that is not fixed to the tool holder once and the tool holder is replaced with the tool magazine without the tool holder interposed This is a tool changer that employs both a holderless method and a holderless method in which a tool is directly exchanged with a main shaft of a machine tool.

【0004】ところで、上記「第1の従来技術」に示す
工具交換装置を利用して所望の工具を工作機械の主軸に
直接的に装着する場合には、前記工具交換装置の機構
上、工具交換の都度、工具長にばらつきが生ずる。ま
た、所望の工具を工作機械の主軸に工具ホルダを介在さ
せて装着する場合にも、主軸への工具ホルダの装着状態
によっては、工具交換の都度、工具長にばらつきが生じ
ることがある。そこで、工具交換後に工作機械の機上で
主軸に装着された工具の工具長を測定し、必要に応じて
工具長の変位量を演算し、その変位量を算入、補正した
上で加工を行うことにより、高精度の加工を実現してい
る。
When a desired tool is directly mounted on a main spindle of a machine tool using the tool changing device described in the "first prior art", the tool changing mechanism requires a tool changing device. Each time, the tool length varies. Further, even when a desired tool is mounted on a main spindle of a machine tool with a tool holder interposed therebetween, the tool length may vary every time a tool is changed depending on the mounting state of the tool holder on the main spindle. Therefore, after changing the tool, the tool length of the tool mounted on the spindle is measured on the machine tool machine, the displacement amount of the tool length is calculated as necessary, the displacement amount is included and corrected, and processing is performed. As a result, high-precision processing is realized.

【0005】工作機械の機上で工具長の測定を行う装置
としては、上記した「第1の従来技術」に示すように、
工作機械の機上で加工の妨げとならない所定位置にタッ
チセンサなどの接触式検出器を設け、工具交換後に主軸
に装着された工具を接触式検出器の測定子に接触させ、
基準位置から接触位置までの主軸の移動量に基づいて工
具長を演算して求める、いわゆる、接触式工具長測定装
置が知られている。
[0005] As an apparatus for measuring the tool length on a machine tool, as described in the above-mentioned "first prior art",
Provide a contact sensor such as a touch sensor at a predetermined position on the machine tool that does not hinder processing, and after the tool is replaced, bring the tool attached to the spindle into contact with the contact point of the contact detector,
There is known a so-called contact-type tool length measuring device which calculates and obtains a tool length based on a movement amount of a spindle from a reference position to a contact position.

【0006】また、本出願人の出願による特願平8−1
40648号(以下、「第2の従来技術」という)に示
すように、工作機械の機上で加工の妨げとならない所定
位置に投光部と受光部とを備えた光学式非接触形検出器
を設け、工具交換後に主軸に装着された工具を非接触形
検出器の測定領域に移動させ、基準位置から遮光検出位
置までの主軸の移動量に基づいて工具長を演算して求め
る、いわゆる、非接触式の工具長測定装置も存在する。
Further, Japanese Patent Application No. 8-1 filed by the applicant of the present invention.
As shown in Japanese Patent No. 40648 (hereinafter referred to as "second related art"), an optical non-contact detector including a light projecting unit and a light receiving unit at a predetermined position on a machine tool that does not hinder processing. Provided, after the tool exchange, move the tool mounted on the spindle to the measurement area of the non-contact type detector, calculate the tool length based on the amount of movement of the spindle from the reference position to the light shielding detection position, so-called, Non-contact type tool length measuring devices also exist.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】工具交換後に主軸に装
着された微小径の工具、たとえば、上述したダイヤモン
ドなどの材質的に非常に脆い材料からなる工具、工具径
が0.1mmφ程度の極小径ドリル、刃先が非常に鋭利
な形状の彫刻用工具等(以下、「微小径の工具」とい
う)の工具長測定は、従来、工具を加工時における回転
数で回転させながらオペレータが手動で工具を徐々に移
動させ、工具刃先の欠損や折損を招かないように細心の
注意を払いながら工具を工作機械の機上に設けた基準面
に接触させると共に、基準位置から接触位置までの主軸
の移動量に基づいて工具長の演算を行うようにしてい
る。しかし、これでは、工具長の測定時に人が介在しな
ければならず、工具長の測定から加工までを自動的に行
うことができない。さらに、工具刃先を欠損、折損させ
ないよう測定中には細心の注意が必要であり、測定には
熟練と相当時間を必要とする。
A tool having a very small diameter mounted on a spindle after a tool change, for example, a tool made of a very brittle material such as diamond as described above, a very small diameter having a tool diameter of about 0.1 mmφ Conventionally, the tool length measurement of a drill, an engraving tool with a very sharp edge, etc. (hereinafter referred to as a “micro-diameter tool”) has conventionally been performed by an operator manually rotating the tool at the number of revolutions during machining. Slowly move the tool and make sure that the tool makes contact with the reference surface provided on the machine tool while paying careful attention not to cause chipping or breakage of the tool edge, and the amount of movement of the spindle from the reference position to the contact position The calculation of the tool length is performed based on. However, in this case, a person must intervene when measuring the tool length, and it is impossible to automatically perform the process from the measurement of the tool length to the machining. Furthermore, extreme care must be taken during the measurement so as not to break or break the tool edge, and the measurement requires skill and considerable time.

【0008】また、上記した「第2の従来技術」に示す
ような光学式の非接触形検出器を利用して工具交換後に
主軸に装着した微小径の工具の工具長測定を行う場合に
は、工具の刃先形状や工具の刃先に付着した切削液の油
膜の影響で、光学式の非接触形検出器の投光部から照射
される光線が回折現象(光が障害物の端を通過して伝播
する時に、その後方の影の部分に侵入する現象)を引き
起こして受光部に向けて直進し難くなり、工具長測定時
に工具の遮光検出位置に僅かな誤差を生じ、厳密で高精
度な工具長測定を行うことが困難となってしまう。
In the case of measuring the tool length of a small-diameter tool mounted on a spindle after a tool change by using an optical non-contact detector as described in the above-mentioned "second conventional technique", Due to the shape of the cutting edge of the tool and the oil film of the cutting fluid adhering to the cutting edge of the tool, the light beam emitted from the light emitting part of the optical non-contact type detector is diffracted (the light passes through the edge of the obstacle. When the tool propagates, it becomes difficult to go straight toward the light receiving part, and a slight error occurs in the light shielding detection position of the tool when measuring the tool length. It becomes difficult to measure the tool length.

【0009】前記の問題点を避けるためには、工具交換
後に主軸に装着された微小径の工具の工具長測定は、た
とえば上記した「第1の従来技術」に示す接触式検出器
を利用して行うのが最も望ましい。ところで、近年、加
工の高速化に伴い工作機械の送り軸の移動時における振
動発生要素が増加しており、こうした振動に影響されな
いような接触式検出器、つまり、触圧が高い(100〜
150g程度)測定子を有した検出器が、工具長測定の
ために利用されている。さらに、工具長測定時に、工具
を接触式検出器の測定子へアプローチする速度を高めて
工具長測定時間を可及的に短縮し、ひいては、加工時間
の短縮化を図ることが行われている。
In order to avoid the above-mentioned problems, the tool length measurement of a small-diameter tool mounted on the spindle after the tool replacement is performed by using, for example, the contact-type detector described in the above-mentioned "first prior art". It is most desirable to do this. By the way, in recent years, the vibration generating element at the time of moving the feed shaft of the machine tool has increased with the speeding up of the processing, and the contact type detector which is not affected by such vibration, that is, the contact pressure is high (100 to 100).
A detector having a probe is used for measuring the tool length. Further, at the time of tool length measurement, the speed of approaching the tool to the contact element of the contact type detector is increased to shorten the tool length measurement time as much as possible, and as a result, the machining time is shortened. .

【0010】しかし、接触式検出器を利用して工具交換
後に主軸に装着された微小径の工具の工具長測定を行う
場合に、前記検出器の触圧や測定子への工具のアプロー
チ速度等の測定条件の如何によっては、測定子への接触
時に工具刃先の欠損や折損を引き起こすおそれがある。
そこで、接触式検出器を利用して主軸に装着された微小
径の工具の工具長測定を自動的に行うためには、あらか
じめ当該接触式検出器の測定子の触圧を低く(20〜2
5g程度)設定し、かつ、測定子への工具のアプローチ
速度を極めて低速にする必要がある。そうすると、工具
長測定時間を徒に長くすることとなり、ひいては、加工
時間を引き伸ばす結果を招く。
However, when measuring the tool length of a small-diameter tool mounted on the spindle after the tool change using a contact-type detector, the contact pressure of the detector, the approach speed of the tool to the measuring element, etc. May cause breakage or breakage of the tool edge when contacting the probe.
Therefore, in order to automatically measure the tool length of a small-diameter tool mounted on the spindle using a contact-type detector, the contact pressure of the measuring element of the contact-type detector must be reduced in advance (20 to 2).
(Approximately 5 g) and the approach speed of the tool to the probe needs to be extremely low. In this case, the tool length measurement time is unnecessarily lengthened, and as a result, the machining time is extended.

【0011】本発明の目的は、従来の工具長測定方法及
び装置に内在する上記の諸問題を解消し、微小径の工具
の工具長測定を工作機械上で、短時間、かつ、高精度に
行うことができる工作機械の工具長測定方法及び装置を
提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems inherent in the conventional method and apparatus for measuring a tool length, and to measure the tool length of a small-diameter tool on a machine tool in a short time and with high accuracy. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for measuring a tool length of a machine tool which can be performed.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、工作機械上に光学式の工具先端位置検出手段と接触
式の工具先端位置検出手段とを併設して、光学式の工具
先端位置検出手段へ向けて比較的速い送り速度で工具を
移動させてその先端位置を検出し、その後、あらかじめ
設定した所定位置から、かなり遅い送り速度で工具を、
接触式の工具先端位置検出手段へ向けて移動させてその
先端位置を検出し、接触式の工具先端位置検出手段で検
出した工具の先端位置と主軸の基準位置とから当該工具
の工具長を演算するようにしたものである。詳細には、
次に述べるとおりの各構成要件を具備している。 (1) 主軸に装着された工具とワークとを相対移動さ
せて前記ワークを加工する工作機械において、前記工具
と相対移動可能な所定位置に光学式の工具先端位置検出
手段及び接触式の工具先端位置検出手段を設け、前記工
具を第一の送り速度で前記光学式の工具先端位置検出手
段の測定領域へ向けて移動させ前記工具先端位置を検出
するとともに、前記接触式の工具先端位置検出手段の測
定子より所定距離だけ離れた位置へ誘導し、前記工具を
前記第一の送り速度より小さな第二の送り速度で、前記
所定位置から前記接触式の工具先端位置検出手段の測定
子へ向けて移動させ、前記工具の先端位置を検出し、前
記接触式の工具先端位置検出手段で検出した前記工具の
先端位置とあらかじめ設定した前記主軸の基準位置とか
ら前記工具の工具長を演算する、工作機械の工具長測定
方法。
In order to achieve the above-mentioned object, an optical tool tip position detecting means and a contact type tool tip position detecting means are provided on a machine tool. The tool is moved at a relatively high feed rate toward the detection means to detect the tip position, and then, from a predetermined position set in advance, the tool is moved at a considerably low feed rate,
The tool is moved toward the contact-type tool tip position detecting means to detect the tip position, and the tool length of the tool is calculated from the tool tip position detected by the contact-type tool tip position detecting means and the reference position of the main shaft. It is something to do. For details,
Each component is provided as described below. (1) In a machine tool for processing a workpiece by relatively moving a tool and a tool mounted on a spindle, an optical tool tip position detecting means and a contact type tool tip are provided at predetermined positions relatively movable with respect to the tool. A position detecting means for moving the tool toward a measurement area of the optical tool tip position detecting means at a first feed speed to detect the tool tip position, and the contact type tool tip position detecting means; The tool is guided to a position separated by a predetermined distance from the measuring element, and the tool is directed from the predetermined position to the measuring element of the contact-type tool tip position detecting means at a second feeding speed smaller than the first feeding speed. The tool tip position of the tool is detected from the tip position of the tool detected by the contact-type tool tip position detecting means and a preset reference position of the spindle. Is a tool length measurement method for machine tools.

【0013】(2) 数値制御部からの送り軸の移動指
令により主軸に装着された工具とワークとを相対移動さ
せて前記ワークを加工する工作機械において、前記工具
と相対移動可能な所定位置に設けられた光学式の工具先
端位置検出手段と、前記工具と相対移動可能な所定位置
に設けられ測定子を有した接触式の工具先端位置検出手
段と、前記工具を第一の送り速度で前記光学式の工具先
端位置検出手段の測定領域へ向けて移動させ前記工具の
先端位置を検出するとともに、前記接触式の工具先端位
置検出手段の測定子より所定距離だけ離れた位置へ誘導
し、前記工具を前記第一の送り速度より小さい第二の送
り速度で前記所定位置から前記接触式の工具先端位置検
出手段の測定子へ向けて移動させ、前記工具の先端位置
を検出するよう測定動作を制御する測定制御手段と、前
記接触式の工具先端位置検出手段で検出した前記工具の
先端位置とあらかじめ設定した前記主軸の基準位置とか
ら前記工具の工具長を演算する工具長演算手段と、を具
備する工作機械の工具長測定装置。
(2) In a machine tool for processing a workpiece by relatively moving a tool mounted on a main spindle and a workpiece in response to a feed axis movement command from a numerical control unit, the workpiece is moved to a predetermined position relative to the tool. The provided optical tool tip position detecting means, the contact type tool tip position detecting means having a tracing stylus provided at a predetermined position relatively movable with respect to the tool, and the tool at a first feed speed. While moving toward the measurement area of the optical tool tip position detecting means to detect the tip position of the tool, guiding to a position separated by a predetermined distance from the measuring element of the contact type tool tip position detecting means, A tool is moved from the predetermined position to the contact point of the contact-type tool tip position detecting means at a second feed rate smaller than the first feed rate, and measurement is performed to detect the tip position of the tool. Measurement control means for controlling operation, tool length calculation means for calculating the tool length of the tool from the tip position of the tool detected by the contact-type tool tip position detection means and a preset reference position of the spindle, A tool length measuring device for a machine tool comprising:

【0014】(3) 前記光学式の工具先端位置検出手
段の測定領域の略下方位置に前記接触式の工具先端位置
検出手段の測定子を配置した上記第(2)項に記載の工
作機械の工具長測定装置。
(3) The machine tool according to the above (2), wherein the measuring element of the contact-type tool tip position detecting means is disposed substantially below the measurement area of the optical tool tip position detecting means. Tool length measuring device.

【0015】[0015]

【作用】本件発明の作用を概略、説明すれば、次のとお
りである。 工具交換後の工具を第一の送り速度で軸送りするこ
とにより光学式の非接触形位置検出手段の測定領域に進
入させ工具の先端位置を素速く検出すると共に、前記工
具を触圧の小さな接触式位置検出手段の測定子前の同測
定子に近接した個所まで、第一の送り速度のまま誘導す
る。 工具を接触式位置検出手段の測定子前の同測定子に
近接した個所に到達させると同時に、前記工具の送り速
度を第一の速度に較べ極めて遅い第二の送り速度に減速
する。
The operation of the present invention will be briefly described below. By axially feeding the tool after the tool change at the first feed speed, the tool enters the measurement area of the optical non-contact type position detecting means to quickly detect the tip position of the tool, and the tool has a small contact pressure. The guide is guided at the first feed speed to a position in front of the contact point of the contact type position detecting means and close to the contact point. Simultaneously, the tool is moved to a position close to the contact point of the contact type position detecting means before the contact point, and at the same time, the feed speed of the tool is reduced to a second feed speed which is extremely slower than the first speed.

【0016】 工具の移動に基づき発生する振動の影
響を避けるために、工具先端が接触式位置検出手段の測
定子に近接した前記個所を通過する時点で、初めて接触
式位置検出手段の検出信号を有効(起動)にする。 工具先端を接触式位置検出手段に近接した前記個所
から、測定子に徐々に第二の送り速度で進入させるこ
と、また、触圧の極めて小さな接触式位置検出手段を採
用することにより、微小径工具の刃先先端が測定子に接
触したときに、欠損、折損が生じないように図る。
In order to avoid the influence of vibration generated due to the movement of the tool, the detection signal of the contact-type position detecting means is not output until the tip of the tool passes through the above-mentioned location close to the measuring element of the contact-type position detecting means. Enable (start). The tool tip is made to gradually enter the measuring element at the second feed speed from the point close to the contact-type position detecting means, and by adopting the contact-type position detecting means with extremely small contact pressure, When the tip of the cutting edge of the tool comes into contact with the probe, the chip is prevented from being broken or broken.

【0017】 工具先端が接触式位置検出手段の測定
子に接触した信号が送り軸位置検出手段に入力される
と、工具の軸送りを停止すると共に、送り軸位置検出手
段からの前記信号と、あらかじめ記憶させてある工具取
付基準位置とに基づき、工具長演算手段で工具長を機上
において算出する。 以上、述べた方法、装置に基づき、従来、接触式位
置検出手段による自動測定には馴染まない、または不可
能とされた微小径工具の工具長の測定を工具刃先の欠
損、折損を生じることなく、通常の工具長の測定とほ
ぼ、同程度の時間で高精度に測定することが可能とな
り、当該微小径工具による工具交換を含む、連続加工、
加工面に段差が生じることのない高精度加工を可能にし
た。
When a signal indicating that the tip of the tool has contacted the tracing stylus of the contact type position detecting means is input to the feed axis position detecting means, the axis of the tool is stopped, and the signal from the feed axis position detecting means, The tool length is calculated on the machine by the tool length calculation means based on the tool attachment reference position stored in advance. As described above, based on the method and apparatus described above, conventionally, the measurement of the tool length of a small-diameter tool, which is unfamiliar or impossible with the automatic measurement by the contact-type position detection means, is performed without causing any chipping or breakage of the tool edge. , It is possible to measure with high accuracy in almost the same time as the measurement of the normal tool length, including continuous machining, including tool replacement with the micro-diameter tool
High-precision processing without any step on the processing surface has been enabled.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て説明するが、本発明の構成要件のうちには、本発明の
出願当時の当業界の技術水準の範囲内で、適宜に変更可
能な部材を含むから、本実施形態のみに基づいて、発明
の要旨を減縮して解することは許されない。図1は、本
発明の工具長測定方法を実施する工作機械の工具長測定
装置の一実施形態の要部側面図及び構成ブロック図、図
2は、図1の矢視Aによる工具交換装置及び工具長測定
装置の要部正面図である。図3は、前記装置の構成要素
の一つである光学式の非接触形位置検出装置の平面図を
示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below. Some of the constituent elements of the present invention may be appropriately changed within the technical level of the industry at the time of filing the present invention. Therefore, it is not allowed to reduce the scope of the invention based on only the present embodiment. FIG. 1 is a side view and a configuration block diagram of a main part of an embodiment of a tool length measuring device for a machine tool that implements a tool length measuring method according to the present invention. FIG. It is a principal part front view of a tool length measuring device. FIG. 3 is a plan view of an optical non-contact position detecting device which is one of the components of the device.

【0019】 まず、図1,図2を参照して、工具長測定
装置を備えたNC工作機械の要部を説明する。図中、N
C工作機械の本体(図示せず)には、工具1を装着した
主軸3が主軸頭5に回転自在に軸支され、NC装置68
の数値制御部69からの指令に基づき、X軸送リモータ
7、Y軸送リモータ9、Z軸送リモータ11及び主軸回
転用モータ(図示せず)を駆動することにより、主軸頭
5とワーク(図示せず)を載置するテーブル13との間
で、X,Y,Z軸の直交3軸方向への相対移動を行わ
せ、また、主軸3を主軸頭5内で回転させる。主軸3内
に設けたドローバー(図示せず)下部には工具1を把持
するコレットチャック15が螺着され、主軸3内でドロ
ーバーがコレットチャック15と共に上下方向に移動可
能なように組付けてある。
Firstly, with reference to FIGS. 1 and 2, illustrating a major part of the NC machine tool having a tool length measuring device. In the figure, N
On a main body (not shown) of the C machine tool, a spindle 3 on which a tool 1 is mounted is rotatably supported on a spindle head 5, and an NC device 68.
By driving the X-axis feed remotor 7, the Y-axis feed remotor 9, the Z-axis feed remotor 11, and the spindle rotation motor (not shown) based on the command from the numerical controller 69, the spindle head 5 and the work ( (Not shown) relative to the table 13 on which X, Y, and Z axes are orthogonally moved in three directions, and the spindle 3 is rotated in the spindle head 5. A collet chuck 15 for holding the tool 1 is screwed to a lower part of a draw bar (not shown) provided in the main spindle 3, and the draw bar is assembled so as to be movable in the main spindle 3 together with the collet chuck 15 in the vertical direction. .

【0020】 図2において、テーブル13の側面に取り
付けたブラケット19上にガイド21を設け、前記ガイ
ド21によりX軸と平行な方向へ往復移動可能に案内さ
れるキャリア23上にマガジンベース25を立設し、工
具1を収納する工具マガジン17がマガジンベース25
上に固定されている。工具マガジン17は、樹脂などの
弾性材料からなる板材で、板厚の中間部に溝部17bが
形成された上下二層よりなり、工具1を収納する8個の
工具ポット17aが形成されている。各工具1には弾性
リング27が嵌着されており、前記弾性リング27が、
工具1を工具マガジン17の工具ポット17aへの収納
時に前記溝部17bに嵌合して、その上下が挟まれて軸
線方向のおよその基準となり、工具ポット17aに把持
される。
In FIG . 2, a guide 21 is provided on a bracket 19 attached to a side surface of the table 13, and a magazine base 25 is set up on a carrier 23 which is guided by the guide 21 so as to reciprocate in a direction parallel to the X axis. The tool magazine 17 for storing the tool 1 is provided with a magazine base 25.
Fixed on top. The tool magazine 17 is a plate material made of an elastic material such as a resin. The tool magazine 17 includes two upper and lower layers in which a groove 17b is formed in an intermediate portion of the plate thickness, and eight tool pots 17a for storing the tool 1 are formed. An elastic ring 27 is fitted to each tool 1, and the elastic ring 27 is
When the tool 1 is stored in the tool pot 17a of the tool magazine 17, the tool 1 is fitted into the groove portion 17b, and the upper and lower portions thereof are sandwiched and serve as a rough reference in the axial direction, and are gripped by the tool pot 17a.

【0021】 キャリア23の左側面(図2参照)に取り
付けたプレート29には、ブラケット19に設けたシリ
ンダ31のピストンロッド33の一端が固定され、シリ
ンダ31に加圧空気を供給してロッド33を進退させる
ことにより、キャリア23をガイド21に沿ってX軸と
平行な方向へ移動させ、その結果、キャリア23上に立
設したマガジンベース25上に固定された工具マガジン
17を、工具交換が可能である前進位置(図2参照)と
ワークの加工領域外の退避位置との間で往復移動させる
ことができる。前記プレート29の右側面にプーリ35
を回転自在に支持するプーリブラケット37を取り付
け、プーリ35と同軸上に固定されたピニオン39が、
ガイド21に取り付けたラック41と噛み合っている。
プレート29には、加工中に切屑や切削液が工具マガジ
ン17周辺部に付着することを防止するカバー43が取
り付けてあり、前記カバー43には、プーリ45と共動
するマガジンカバー47が同軸上に枢着され、プーリ3
5,45との間にベルト49が張設されている。
[0021] plate 29 attached to the left side (see FIG. 2) of the carrier 23, one end of a piston rod 33 of the cylinder 31 provided on the bracket 19 is fixed, the rod 33 by supplying pressurized air to the cylinder 31 The carrier 23 is moved along the guide 21 in a direction parallel to the X-axis. As a result, the tool magazine 17 fixed on the magazine base 25 erected on the carrier 23 is replaced with a tool changer. The work can be reciprocated between a possible forward position (see FIG. 2) and a retracted position outside the processing area of the work. A pulley 35 is provided on the right side of the plate 29.
A pulley bracket 37 for rotatably supporting the pulley 35 is attached, and a pinion 39 fixed coaxially with the pulley 35 is
It is in mesh with the rack 41 attached to the guide 21.
The plate 29 is provided with a cover 43 for preventing chips and cutting fluid from adhering to the periphery of the tool magazine 17 during machining. The cover 43 is coaxially provided with a magazine cover 47 cooperating with a pulley 45. And the pulley 3
A belt 49 is stretched between the belts 5 and 45.

【0022】 通常、工具マガジン17は、ワークの加工
領域外である退避位置にあるが、NC装置68の数値制
御部69から工具交換の指令が送出されたときは、機械
制御装置71に工具マガジン移動指令が送られシリンダ
31を作動させてピストンロッド33を引き込み、プレ
ート29を右行させて工具マガジン17を工具交換位置
に前進させる。同時に、ガイド21に取り付けたラック
41と噛み合っているピニオン39及びピニオン39に
固定したプーリ35が反時計方向に回り、ベルト49を
介してプーリ45を反時計回りに回転させ、マカジンカ
バー47を開く。この状態において、工具マガジン17
とNC工作機械の主軸3との間でX,Y,Z軸方向への
相対移動による自動工具交換または、工具マガジン17
に収納されている工具1の手動による差換えが可能にな
る。
[0022] Usually, the tool magazine 17 is located in the machining area outside a is the retracted position of the workpiece, when the command from the numerical control unit 69 of the NC apparatus 68 of tool change is sent, the tool magazine to the machine control device 71 When the movement command is sent, the cylinder 31 is operated to retract the piston rod 33, the plate 29 is moved rightward, and the tool magazine 17 is advanced to the tool changing position. At the same time, the pinion 39 meshing with the rack 41 attached to the guide 21 and the pulley 35 fixed to the pinion 39 rotate counterclockwise, rotate the pulley 45 counterclockwise via the belt 49, and open. In this state, the tool magazine 17
Automatic tool change or tool magazine 17 by relative movement in the X, Y, and Z axis directions between the machine tool and the spindle 3 of the NC machine tool.
It is possible to manually replace the tool 1 stored in the device.

【0023】 すなわち、工具交換時、主軸3に装着ざれ
た工具1を工具マガジン17の工具ポット17aに収納
するときは、ドローバーを下方に押し出すことによりコ
レットチャック15を主軸3先端部から突出させ、コレ
ットチャック15を主軸先端部のテーパ穴から開放する
ようにし、工具1をアンクランプする。工具マガジン1
7の工具ポット17aに収納した工具1を主軸3に装着
するときは、ドローバーを引き上げてコレットチャック
15のテーパ部と主軸3先端部のテーパ穴とを嵌合させ
ることによりコレットチャック15に把持力を与え、工
具1をクランプする。
[0023] That is, when the tool exchange, when the tool 1 which play attached to the spindle 3 is housed in the tool pot 17a of the tool magazine 17, to protrude the collet chuck 15 from the main spindle 3 tip by extruding a drawbar downwards, The tool 1 is unclamped by releasing the collet chuck 15 from the tapered hole at the tip of the spindle. Tool magazine 1
When the tool 1 stored in the tool pot 17a is mounted on the spindle 3, the draw bar is pulled up to fit the tapered portion of the collet chuck 15 with the tapered hole at the tip of the spindle 3 so that the collet chuck 15 has a gripping force. And clamp the tool 1.

【0024】 加工の妨げとならないテーブル13上の所
定位置には、工具1の先端位置を検出するラインセンサ
(光学式の非接触形検出器)51を設けている。ここ
で、ラインセンサ51はテーブル13上に限られず、主
軸3、つまり工具1と相対移動可能な位置ならば何処に
設けられていてもよい。図3(a)に示すように、前記
ラインセンサ51は、テーブル13上に取り付けられた
センサベース51a内に、発光ダイオードなどの光源か
らの光を平行光線53へ変換するレンズを内蔵する投光
部51bと、投光部51bから投光された光線53を受
光する複数個の電荷結合型素子(CCD)等の受光素子
55が所定間隔(たとえば数μm間隔)で配列された受
光部51cとが設けられ、投光部51bと受光部51c
とは互いに対向するように配置されている。工具長測定
時に、工具1がラインセンサ51の投光部51bと受光
部51cとの間の測定領域に達し、投光部51bから照
射される光線53を遮光したことを受光部51cの受光
素子55で検出し、電気信号に変換している。
[0024] predetermined position on the table 13 does not interfere with the processing is provided with a line sensor (non-contact type detector of the optical type) 51 that detects the position of the tip of the tool 1. Here, the line sensor 51 is not limited to the position on the table 13 and may be provided anywhere as long as the main shaft 3, that is, a position relatively movable with respect to the tool 1. As shown in FIG. 3A, the line sensor 51 has a built-in lens for converting light from a light source such as a light-emitting diode into a parallel light beam 53 in a sensor base 51a mounted on the table 13. A light receiving section 51c in which a plurality of light receiving elements 55 such as charge-coupled devices (CCD) that receive the light beam 53 emitted from the light emitting section 51b are arranged at predetermined intervals (for example, several μm intervals); Are provided, and the light projecting unit 51b and the light receiving unit 51c are provided.
Are arranged so as to face each other. When the tool length is measured, the light receiving element of the light receiving unit 51c indicates that the tool 1 has reached the measurement area between the light emitting unit 51b and the light receiving unit 51c of the line sensor 51 and has blocked the light beam 53 emitted from the light emitting unit 51b. It is detected at 55 and converted to an electrical signal.

【0025】 なお、図示していないが、センサベース5
1aの測定領域入口部と底部に、ラインセンサ51に故
障が発生したり誤作動が生じたときに備えて、工具1と
の接触を検出する接触板を設けてもよい。前記底部の接
触板には、工具長測定時に、工具1からラインセンサ5
1の測定領域に飛散する切屑や切削液が投光部51b及
び受光部51cを汚さないようにすると共に、投光部5
1b及び受光部51cの曇り止めの効果も奏するよう
に、測定領域に向け加圧空気を上向きに噴出する複数個
のノズルが配設されていてもよい。前記加圧空気は、工
具1に向けても噴射すれば、工具長測定時に工具1の刃
先等に付着した切屑、切削液などを測定領域外に吹き飛
ばすことも可能である。
Although not shown, the sensor base 5
A contact plate for detecting contact with the tool 1 may be provided at the entrance and the bottom of the measurement area 1a in case the line sensor 51 fails or malfunctions. The contact plate at the bottom is provided with a line sensor 5 from the tool 1 when the tool length is measured.
In addition to preventing chips and cutting fluid scattered in the measurement area 1 from contaminating the light projecting unit 51b and the light receiving unit 51c,
A plurality of nozzles for jetting the pressurized air upward toward the measurement region may be provided so as to also have the effect of preventing fogging of the light receiving portion 1c and the light receiving portion 51c. If the pressurized air is also jetted toward the tool 1, it is possible to blow chips, cutting fluid, and the like attached to the cutting edge or the like of the tool 1 out of the measurement area when measuring the tool length.

【0026】 前記ラインセンサ51を取り囲むように設
けたセンサカバー57は、加工中に飛散する切屑や切削
液がラインセンサ51周辺部に付着するのを防止するも
のであり、工具長測定時には、シリンダ(図示せず)に
加圧空気が供給されて開き、ラインセンサ51の測定領
域を工具1に対して開放する。再び、図1を参照して、
前記ラインセンサ51の測定領域に対し主軸3の軸送り
方向(Z軸方向)に沿って、より下方位置に測定領域を
有し、かつ、加工の妨げとならないテーブル13上の所
定位置に工具先端位置検出のための接触式センサ63を
設けている。接触式センサ63もラインセンサ51と同
様、テーブル13上に限らず、工具1と相対移動可能な
位置ならば何処に設けられていてもよい。
The sensor cover 57 provided so as to surround the line sensor 51 prevents chips and cutting fluid scattered during machining from adhering to the periphery of the line sensor 51. Pressurized air is supplied to (not shown) to open, and the measurement area of the line sensor 51 is opened to the tool 1. Referring again to FIG.
The measurement area of the line sensor 51 has a measurement area at a lower position along the axis feed direction (Z-axis direction) of the spindle 3 and a tool tip at a predetermined position on the table 13 which does not hinder processing. A contact sensor 63 for position detection is provided. Similarly to the line sensor 51, the contact sensor 63 is not limited to being provided on the table 13, but may be provided anywhere as long as it can move relative to the tool 1.

【0027】 さきに述べたとおり、従来、機械加工の高
速化、測定時間の短縮化を目的として、工具長測定用の
接触式センサに対する測定進入速度を高速化し、それに
応じ測定子の触圧を100〜150g程度に高くして、
軸送りに基づき発生する振動が測定精度に影響しないよ
うにするのが一般的であるが、本実施形態の接触式セン
サ63では、この測定子65の触圧を20〜25g程度
に小さくして、工具先端の接触時に、刃先の欠損、折損
が生じないよう設計している。さらに、測定領域に進入
する工具1の送り速度を遅くして、工具長測定時には工
具先端が緩やかに測定子65に当るように配慮されて
る。なお、接触式センサ63にも、同センサ63を取り
囲むようにセンサカバー67が設けてあり、加工中に飛
散する切屑や切削液が接触式センサ63周辺部に付着す
るのを防止している。このセンサカバー67も工具長測
定時にはシリンダ(図示せず)にエアが供給されて開
き、接触式センサ63の測定領域を開放する。
As described above, conventionally, for the purpose of speeding up machining and shortening the measuring time, the measuring approach speed to the contact type sensor for measuring the tool length is increased, and the contact pressure of the measuring element is accordingly reduced. About 100-150g,
It is general that the vibration generated based on the axial feed does not affect the measurement accuracy. However, in the contact sensor 63 of the present embodiment, the contact pressure of the probe 65 is reduced to about 20 to 25 g. It is designed so that the edge of the cutting edge does not break or break when the tip of the tool contacts. Further, the feed speed of the tool 1 entering the measurement area is reduced so that the tip of the tool gently hits the tracing stylus 65 when measuring the tool length. The contact sensor 63 is also provided with a sensor cover 67 so as to surround the sensor 63 to prevent chips and cutting fluid scattered during machining from adhering to the periphery of the contact sensor 63. When the tool length is measured, the sensor cover 67 is also opened by supplying air to a cylinder (not shown) to open the measurement area of the contact sensor 63.

【0028】 工作機械の制御手段は、NC装置68と機
械制御装置71とにより構成される。NC装置68内の
数値制御部69は、加工プログラム及び工具長測定プロ
グラムでなるNCプログラムを読み取り、解読して直線
補間や円弧補間の演算を行い、移動指令をサーボ部を通
してX軸送リモータ7、Y軸送リモータ9、Z軸送リモ
ータ11に送出して各軸送リモータの駆動制御を行うと
共に、主軸回転用モータに主軸3の回転指令を送出す
る。また、NCプログラムの加工プログラムには工具交
換指令などが含まれ、加工工程において工具交換指令が
送出されたときには、加工の一時中止、工具マガジン1
7の移動、主軸3のX,Y,Z軸方向への移動による工
具1の交換等の指令を、順次、プログラムに従って機械
制御装置71へ送出する。
The machine tool control means is constituted by a NC device 68 and the machine control device 71. The numerical control unit 69 in the NC device 68 reads and decodes an NC program consisting of a machining program and a tool length measurement program to perform linear interpolation or circular interpolation, and transmits a movement command through the servo unit to the X-axis feed remotor 7, It sends the rotation command to the Y-axis feed remotor 9 and the Z-axis feed remotor 11 to control the drive of each axis feed remotor, and sends a rotation command of the spindle 3 to the spindle rotation motor. Further, the machining program of the NC program includes a tool exchange command and the like, and when a tool exchange command is transmitted in the machining process, the machining is temporarily stopped, the tool magazine 1 is stopped.
7 are sequentially sent to the machine control device 71 in accordance with a program, for example, by changing the tool 1 by moving the main shaft 3 in the X, Y, and Z axes.

【0029】 機械制御装置71は、測定制御部73、工
具長演算部75、データ記憶部77及び送り軸位置検出
部79より構成されている。測定制御部73には、NC
プログラムの工具長測定プログラムが記憶され、ライン
センサ51または接触式センサ63の測定領域への工具
移動指令、ラインセンサ51への工具アプローチ速度
(第一送り速度)指令、接触式センサ63の測定子65
への工具アプローチ速度(第二送り速度)指令、接触式
センサ63の測定子65から所定距離離れた位置(工具
アプローチ速度を第一送り速度から第二送り速度へ減速
する送り軸の位置)への工具移動指令などが含まれる。
The machine controller 71 comprises a measurement controller 73, a tool length calculator 75, a data storage 77, and a feed axis position detector 79. NC in the measurement control unit 73
A tool length measurement program of the program is stored, and a tool movement command to the measurement area of the line sensor 51 or the contact type sensor 63, a tool approach speed (first feed speed) command to the line sensor 51, a probe of the contact type sensor 63 65
To a tool approach speed (second feed speed) command, a position (a feed axis position at which the tool approach speed is reduced from the first feed speed to the second feed speed) at a predetermined distance from the tracing stylus 65 of the contact sensor 63 Tool movement command, etc. are included.

【0030】 データ記憶部には、工具長を演算する基準
となる送り軸の位置(キャリブレーションデータ)が、
加工を行う前にあらかじめ求められ、記憶されている。
キャリブレーションデータは、主軸1の先端部がライン
センサ51における遮光を検出したときの送り軸の位置
及び主軸1の先端部が接触式センサ63の測定子65に
おける接触を検出したときの送り軸の位置である。キャ
リブレーションデータを求める際に、主軸1の先端部を
各センサ51,63にアプローチするときに、主軸1の
外径によっては主軸1と各センサ本体51,63との干
渉が発生することが想定される。そこで、工具長が既知
の工具を主軸1に装着して、当該工具が各センサ51,
63における遮光または接触を検出したときの送り軸の
位置を検出して、これらの検出位置と既知の工具長とか
ら主軸1の先端部が各センサ51,63における遮光ま
たは接触を検出したときの送り軸の位置を逆算するよう
にしている。
The data storage unit stores the position of the feed axis (calibration data) as a reference for calculating the tool length.
It is obtained and stored in advance before processing.
The calibration data includes the position of the feed shaft when the leading end of the main shaft 1 detects light blocking in the line sensor 51 and the position of the feed shaft when the leading end of the main shaft 1 detects contact with the measuring element 65 of the contact sensor 63. Position. When the calibration data is obtained, when the tip of the spindle 1 approaches each of the sensors 51 and 63, it is assumed that interference between the spindle 1 and each of the sensor bodies 51 and 63 occurs depending on the outer diameter of the spindle 1. Is done. Therefore, a tool having a known tool length is mounted on the spindle 1, and the tool is attached to each sensor 51,
The position of the feed shaft at the time of detecting the light shielding or contact at 63 is detected, and the tip of the main shaft 1 detects the light shielding or contact at each of the sensors 51 and 63 from the detected position and the known tool length. The position of the feed axis is calculated backward.

【0031】 送り軸位置検出部79では、NC装置68
の数値制御部69から各軸送りモータ7,9,11に送
出される移動指令により、ロータリエンコーダ8,1
0,12やリニアスケールなどを介してX,Y,Z軸の
各送り軸の位置を刻々読み込んでおり、工具長測定時
に、工具1先端部の各センサ51,63における遮光ま
たは接触信号を受けて、そのときのX,Y,Z軸の各送
り軸の位置を検出することができる。工具長演算部75
では、工具長測定時に、工具1先端部の各センサ51,
63による遮光または接触を検出したときの送り軸位置
検出部79におけるX,Y,Z軸の各送り軸の位置デー
タと、データ記憶部77に記憶された主軸1の先端部の
基準位置データとから工具長を演算する。また、必要に
応じて、工具長の変位量である工具オフセット量を演算
して、測定制御部73を介してNC装置68の数値制御
部69へ送出している。
In the feed axis position detecting section 79, the NC device 68
Of the rotary encoders 8, 1 in response to the movement command sent from the numerical controller 69 to the respective axis feed motors 7, 9, 11.
The position of each feed axis of the X, Y, and Z axes is read every moment via 0, 12 or a linear scale, and when a tool length is measured, a light shielding or contact signal from each sensor 51, 63 at the tip of the tool 1 is received. Thus, the position of each feed axis of the X, Y, and Z axes at that time can be detected. Tool length calculator 75
Then, at the time of measuring the tool length, each sensor 51,
The position data of the feed axes of the X, Y, and Z axes in the feed axis position detecting section 79 when the light shielding or the contact by 63 is detected, the reference position data of the tip of the main shaft 1 stored in the data storage section 77, and The tool length is calculated from. Further, if necessary, a tool offset amount, which is a displacement amount of the tool length, is calculated and transmitted to the numerical control unit 69 of the NC device 68 via the measurement control unit 73.

【0032】 (実施形態1)以上、述べた工作機械の工
具長測定装置に基づいて、本実施形態の工具長測定方法
を説明する。 (1)所望形状の加工に使用する複数の微小径工具を含
む工具1に対し弾性リング27を嵌着して、工具マガジ
ン17の工具ポット17aに収納する。主軸3に別の工
具1が装着されている場合には、前記工具1を返却、交
換するための空の工具ポット17aを、工具マガジン1
7に設けておく必要がある(図1参照)。 (2)NC装置68の数値制御部69から工具交換指令
が送出されると、機械制御装置71に工具マガジン移動
指令が送られ、シリンダ31(図2参照)に加圧空気が
供給され、工具マガジン17が工具交換可能な位置まで
前進すると共に、マガジンカバー47を開放する。その
後、工具マガジン17と主軸3との間で、X,Y,Z軸
方向への相対移動により自動工具交換が行われる。その
都度、上述したとおり、主軸3のコレットチャック15
を開閉して工具1の開放、装着が行われる。
[0032] (Embodiment 1) or more, based on the tool length measuring device mentioned machine tool, illustrating the tool length measuring method of this embodiment. (1) The elastic ring 27 is fitted to the tool 1 including a plurality of micro-diameter tools used for machining a desired shape, and is stored in the tool pot 17a of the tool magazine 17. When another tool 1 is mounted on the spindle 3, an empty tool pot 17a for returning and exchanging the tool 1 is placed in the tool magazine 1
7 (see FIG. 1). (2) When a tool change command is sent from the numerical controller 69 of the NC device 68, a tool magazine movement command is sent to the machine control device 71, and pressurized air is supplied to the cylinder 31 (see FIG. 2). The magazine 17 advances to a position where the tool can be changed, and the magazine cover 47 is opened. Thereafter, automatic tool change is performed between the tool magazine 17 and the spindle 3 by relative movement in the X, Y, and Z axis directions. Each time, as described above, the collet chuck 15 of the spindle 3 is used.
Is opened and closed to open and mount the tool 1.

【0033】 (3)工具交換が完了すると、再び、シリ
ンダ31に加圧空気が供給され、工具マガジン17を旧
位置まで後退させると共に、マガジンカバー47を回動
させ、工具マガジン17をカバーする。 (4)工具交換後に、機械制御装置71の測定制御部7
3に記憶された工具長測定プログラムからの指令に基づ
き、工具1が、ラインセンサ51の測定領域上に位置決
めされる。 (5)次いで、ラインセンサ51及び接触式センサ63
のセンサカバー57,67を開放状態とすると共に、ラ
インセンサ51の投光部51bから受光部51cに向け
て、光線53を照射する。このときは、まだ、接触式セ
ンサ63は、起動していない。
[0033] (3) When the tool change is completed, again, pressurized air is supplied to the cylinder 31, the retract the tool magazine 17 to the former position, by rotating the magazine cover 47, covering the tool magazine 17. (4) After the tool change, the measurement control unit 7 of the machine control device 71
The tool 1 is positioned on the measurement area of the line sensor 51 on the basis of a command from the tool length measurement program stored in 3. (5) Next, the line sensor 51 and the contact sensor 63
The sensor covers 57 and 67 are opened, and a light beam 53 is emitted from the light projecting portion 51b of the line sensor 51 to the light receiving portion 51c. At this time, the contact sensor 63 has not been activated yet.

【0034】 (6)工具1をラインセンサ51の測定領
域に向け、たとえば2000mm/min程度の送り速
度(第一送り速度)でZ軸方向へ移動させる。 (7)工具1の先端部によりラインセンサ51の受光部
51cに向けた光線53を遮光した出力が、NC装置6
8の数値制御部69に送出されて工具1のZ軸方向への
移動を一時停止または減速させる。同時に、機械制御装
置71の送り軸位置検出部79では、工具1の先端部に
よるラインセンサ51の遮光出力を受けて、その瞬間の
送り軸(Z軸)の位置を検出する。こうして、主軸3に
装着された当該工具1の先端位置を求めることができ
る。 (8)その後、工具1を接触式センサ63の測定子65
上に移動させ、さきの工具1の先端部が接触式センサ6
3の測定子65の上方位置、たとえば、50μm程度上
方位置に達するまで、再度工具1を第一送り速度でZ軸
方向へ移動させると共に、同位置に達すると同時に、工
具1の送り速度を、たとえば、0.3mm/min程度
のかなり遅い送り速度(第二送り速度)に減速させて、
接触式センサ63の測定子65に向けて移動させる。こ
こで、工具1の送り速度が第二送り速度に減速されると
同時に、測定子65の触圧が20〜25g程度の接触式
センサ63を起動させる(接触式センサ63からの検出
出力を有効にする)ようにして、軸送りにより生じる振
動が接触式センサ63の検出精度に影響しないよう図ら
れている。
[0034] (6) the tool 1 toward the measuring area of the line sensor 51 is moved in the Z axis direction, for example, 2000 mm / min about feed speed (first feed speed). (7) The output obtained by blocking the light beam 53 toward the light receiving portion 51 c of the line sensor 51 by the tip of the tool 1 is output from the NC device 6.
The movement of the tool 1 in the Z-axis direction is temporarily stopped or decelerated. At the same time, the feed axis position detector 79 of the machine controller 71 receives the light-shielded output of the line sensor 51 by the tip of the tool 1 and detects the position of the feed axis (Z axis) at that moment. Thus, the tip position of the tool 1 mounted on the spindle 3 can be obtained. (8) Then, the tool 1 is moved to the contact point 65 of the contact sensor 63.
The tip of the tool 1 is moved up and the contact type sensor 6
The tool 1 is again moved in the Z-axis direction at the first feed speed until the upper position of the tracing stylus 65, for example, about 50 μm, is reached. For example, by slowing down to a very low feed rate (second feed rate) of about 0.3 mm / min,
The contact sensor 63 is moved toward the probe 65. Here, at the same time when the feed speed of the tool 1 is reduced to the second feed speed, the contact type sensor 63 in which the contact pressure of the tracing stylus 65 is about 20 to 25 g is activated (the detection output from the contact type sensor 63 is enabled). In this way, the vibration generated by the shaft feed is not affected by the detection accuracy of the contact sensor 63.

【0035】 (9)工具1の先端部により接触式センサ
63の測定子65に接触した出力が、NC装置68の数
値制御部69に送出されて工具1のZ軸方向への移動を
停止させる。同時に、機械制御装置71の送り軸位置検
出部79では、工具1の先端部による接触式センサ63
の接触圧力をうけて、その瞬間の送り軸(Z軸)の位置
を検出して、工具長演算部75に送出する。よって、接
触式センサ63の触圧が極めて小さい測定子65に、工
具1をかなり遅い送り速度で軸送りして接触させるよう
にしたので、微小径工具であっても工具刃先が欠損また
は折損するおそれがない。 (10)機械制御装置71の送り軸位置検出部79で検
出、送出された、工具1の先端部が接触式センサ63の
測定子65に接触した瞬間の送り軸(Z軸)の位置と、
データ記憶部77で記憶された送り軸の基準位置デー
タ、つまり主軸1の先端部の基準位置データとを受け
て、工具長演算部75では当該工具1の工具長を演算す
る。
[0035] (9) output in contact with the measuring element 65 of the contact sensor 63 by the tip of the tool 1, are sent to the numerical control unit 69 of the NC device 68 to stop the movement in the Z-axis direction of the tool 1 . At the same time, the feed axis position detector 79 of the machine control device 71 detects the contact type sensor 63 by the tip of the tool 1.
, The position of the feed axis (Z-axis) at that moment is detected and sent to the tool length calculating section 75. Therefore, the tool 1 is axially fed at a considerably low feed speed to contact the measuring element 65 with a very small contact pressure of the contact sensor 63, so that the tool edge is chipped or broken even with a small diameter tool. There is no fear. (10) The position of the feed axis (Z axis) at the moment when the tip of the tool 1 comes into contact with the tracing stylus 65 of the contact type sensor 63, which is detected and sent out by the feed axis position detector 79 of the machine control device 71,
Upon receiving the feed axis reference position data stored in the data storage unit 77, that is, the reference position data of the tip end of the spindle 1, the tool length calculation unit 75 calculates the tool length of the tool 1.

【0036】 (実施形態2)図3(b)に示すとおりの
レーザセンサ59を、前記〈実施形態1〉に説明した工
具長測定方法、装置の構成要素のうちのラインセンサ5
1に代えてテーブル13上に配置し、構成する。レーザ
センサ59も、ラインセンサ51と同様、工具1と相対
移動可能な位置にあればよい。ラインセンサ51の光線
53には幅を持たせてあるために、工具1を回転させな
くても工具1の先端部の最も突出した位置を検出するこ
とができる。前記レーザセンサ59の投光部59bは、
一本のビーム状(レーザ)光線61を対向する受光部5
9cに向けて照射するだけであるので、工具長測定時に
は、工具1を回転(通常、加工状態における回転数とす
る)させながらレーザセンサ59の投光部59bと受光
部59cとの間の測定領域に進入させるようにしなけれ
ば、工具1の先端部の最も突出した位置を検出すること
ができず、精度の高い工具長測定ができないとされてい
る。
[0036] (Embodiment 2) FIG. 3 a laser sensor 59, as shown in (b), the tool length measuring method described in the <Embodiment 1>, the line sensor of the components of the apparatus 5
It is arranged and configured on the table 13 instead of 1. As with the line sensor 51, the laser sensor 59 only needs to be located at a position relatively movable with respect to the tool 1. Since the light beam 53 of the line sensor 51 has a width, the most protruding position of the tip of the tool 1 can be detected without rotating the tool 1. The light projecting portion 59b of the laser sensor 59 includes:
Light receiving unit 5 facing one beam (laser) beam 61
When the tool length is measured, the measurement is performed between the light emitting unit 59b and the light receiving unit 59c of the laser sensor 59 while rotating the tool 1 (normally, the number of rotations in the processing state). It is said that unless it is made to enter the area, the most protruding position of the tip of the tool 1 cannot be detected, and accurate tool length measurement cannot be performed.

【0037】 なお、51aは、レーザセンサ59のセン
サベースである。その他の構成、たとえば、センサカバ
ー、接触板等のセンサ付属機器については、前記ライン
センサ51のそれと同一と理解してもよい。本実施形態
においては、工具1の先端位置の検出が接触式センサ6
3により行われる段階では、主軸3の回転を停止させ
る。その他の工具先端位置の測定手段、構成、作用は、
(実施形態1)に説明したとおりである。
[0037] Incidentally, 51a is a sensor base of the laser sensor 59. Other configurations, for example, sensor attachment devices such as a sensor cover and a contact plate may be understood to be the same as those of the line sensor 51. In the present embodiment, the detection of the tip position of the tool 1 is performed by the contact type sensor 6.
3, the rotation of the main shaft 3 is stopped. Other tool tip position measurement means, configurations, and operations are as follows:
As described in the first embodiment.

【0038】 (実施形態3)上述した2つの実施形態に
おける工具長測定方法、装置においては少なくとも、光
学式の非接触形センサと接触式センサ63とを併用し
て、従来、接触式センサ63のみでは困難とされていた
微小径工具の工具長測定を、工具刃先の欠損または折損
を起こすことなく、短時間、高精度で測定することを可
能とした。この場合、さきの工具長測定方法、装置の構
成からみて、光学式の非接触形センサと接触式センサ6
3とを工具1の軸送り(Z軸)方向に沿って併設すれ
ば、工具1を前記非接触形センサの測定領域から接触式
センサ63の測定子65まで一気に移動させることがで
き、X,Y軸方向に水平移動させる動作、時間を節減す
ることができ、ひいては測定時間を短縮できることは明
らかである。
[0038] (Embodiment 3) tool length measuring method in the two embodiments described above, at least, a combination of a non-contact type optical sensor and contact sensor 63 in the apparatus, conventionally, only the contact sensor 63 It has become possible to measure the tool length of a small-diameter tool, which has been considered to be difficult, with high accuracy in a short time without causing breakage or breakage of the tool edge. In this case, in view of the tool length measuring method and the configuration of the device, the optical non-contact type sensor and the contact type sensor 6 may be used.
3 are provided along the axis feed (Z-axis) direction of the tool 1, the tool 1 can be moved at a stroke from the measurement area of the non-contact type sensor to the measuring element 65 of the contact type sensor 63. It is clear that the operation for moving horizontally in the Y-axis direction and the time can be saved, and the measurement time can be shortened.

【0039】 図4は、(実施形態1)の光学式の非接触
形センサ51と接触式センサ63の要素について、上記
の趣旨に沿って上下方向に相互位置を配置し直した別の
実施形態の要部側面図である。図中、図1,2及び3記
載のセンサ構成部材に付した符号と、同一の符号を付し
た部材は、図1,2及び3に説明のものと同一である。
本実施形態では、光学式の非接触形センサ51の測定領
域と、接触式センサ63の測定子65とは垂直方向に重
なっており、工具1のZ軸方向への移動のみで工具1の
先端位置検出が可能であり、したがって、光学式の非接
触形センサ51の測定領域と接触式センサ63の測定子
65との間で、工具1の水平面のX,Y軸方向への移動
は必要でない。
FIG . 4 shows another embodiment in which the elements of the optical non-contact type sensor 51 and the contact type sensor 63 of (Embodiment 1) are rearranged in the vertical direction in accordance with the above-mentioned purpose. FIG. In the drawings, the reference numerals assigned to the sensor constituent members shown in FIGS. 1, 2 and 3 are the same as those described with reference to FIGS.
In the present embodiment, the measurement region of the optical non-contact sensor 51 and the tracing stylus 65 of the contact sensor 63 overlap vertically, and the tip of the tool 1 is moved only by moving the tool 1 in the Z-axis direction. Position detection is possible, so that it is not necessary to move the horizontal plane of the tool 1 in the X and Y axis directions between the measurement area of the optical non-contact sensor 51 and the tracing stylus 65 of the contact sensor 63. .

【0040】 当該光学式の非接触形センサは、ラインセ
ンサ51でも、レーザセンサ59であっても良い。主軸
3の回転は、前記センサの型式に対応し、さきの説明の
とおり、プログラムされいてる。その他の構成、作用に
ついては、(実施形態1)記載の説明を参照すること。
本発明の実施形態を、主軸が垂直軸線回りに回転する立
形マシニングセンタの形態に基づいて説明したが、主軸
が水平軸線回りに回転する横形マシニングセンタにも応
用できることはいうまでもない。
The optical non-contact sensor may be a line sensor 51 or a laser sensor 59. The rotation of the spindle 3 corresponds to the type of sensor and is programmed as described above. For other configurations and operations, refer to the description in (Embodiment 1).
Although the embodiment of the present invention has been described based on the form of the vertical machining center in which the main shaft rotates around the vertical axis, it goes without saying that the present invention can also be applied to a horizontal machining center in which the main shaft rotates around a horizontal axis.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明によれば、 光学式非接触形センサと触圧の小さな接触式センサ
とを併設することにより、従来、不可能または困難とさ
れていた微小径工具の工具長の自動測定が可能となり、
微小径工具を順次交換しても、交換後にその工具長を精
密に測定することができ、ワーク加工面に段差が生じる
ことのない、高精度な加工を連続的に行うことができ
る。 光学式非接触形センサにより工具の先端位置を検出
し、これを素速く触圧の小さな接触式センサの測定子近
接個所まで誘導し、以後、極めて緩やかな工具の軸送り
をさせることにより、工具刃先の欠損、折損事故がな
く、短時間で精度良く効率的に工具長の測定ができる。
等々、従来方法、装置には、期待することができない、
作用、効果を奏することができる。
According to the present invention, by automatically providing an optical non-contact type sensor and a contact type sensor having a small contact pressure, the tool length of a small-diameter tool, which has been considered impossible or difficult in the past, can be automatically controlled. Measurement is possible,
Even if the micro-diameter tools are sequentially replaced, the tool length can be accurately measured after the replacement, and high-precision machining can be continuously performed without generating a step on the workpiece machining surface. The tip position of the tool is detected by an optical non-contact type sensor, and it is quickly guided to the contact point of the contact type sensor with a small contact pressure. There is no breakage or breakage of the cutting edge, and the tool length can be accurately and efficiently measured in a short time.
For example, conventional methods and devices cannot be expected.
Functions and effects can be obtained.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主軸に装着された工具とワークとを相対
移動させて前記ワークを加工する工作機械において、 前記工具と相対移動可能な所定位置に光学式の工具先端
位置検出手段及び接触式の工具先端位置検出手段を設
け、 前記工具を第一の送り速度で前記光学式の工具先端位置
検出手段の測定領域へ向けて移動させ前記工具先端位置
を検出するとともに、前記接触式の工具先端位置検出手
段の測定子より所定距離だけ離れた位置へ誘導し、 前記工具を前記第一の送り速度より小さな第二の送り速
度で、前記所定位置から前記接触式の工具先端位置検出
手段の測定子へ向けて移動させ、前記工具の先端位置を
検出し、 前記接触式の工具先端位置検出手段で検出した前記工具
の先端位置とあらかじめ設定した前記主軸の基準位置と
から前記工具の工具長を演算する、 ことを特徴とした工作機械の工具長測定方法。
1. A machine tool for processing a work by relatively moving a tool and a work mounted on a main spindle, wherein the optical tool tip position detection means and a contact type are provided at a predetermined position relatively movable with respect to the tool. Tool tip position detecting means is provided, and the tool is moved at a first feed speed toward a measurement area of the optical tool tip position detecting means to detect the tool tip position, and the contact type tool tip position is provided. Guiding the tool to a position separated by a predetermined distance from the measuring element of the detecting means, the measuring element of the contact-type tool tip position detecting means from the predetermined position at a second feeding speed smaller than the first feeding speed. , The tip position of the tool is detected, and the tool position is determined from the tip position of the tool detected by the contact-type tool tip position detecting means and a preset reference position of the spindle. Of calculating a tool length, machine tool length measuring method, wherein a.
【請求項2】 数値制御部からの送り軸の移動指令によ
り主軸に装着された工具とワークとを相対移動させて前
記ワークを加工する工作機械において、 前記工具と相対移動可能な所定位置に設けられた光学式
の工具先端位置検出手段と、 前記工具と相対移動可能な所定位置に設けられ測定子を
有した接触式の工具先端位置検出手段と、 前記工具を第一の送り速度で前記光学式の工具先端位置
検出手段の測定領域へ向けて移動させ前記工具の先端位
置を検出するとともに、前記接触式の工具先端位置検出
手段の測定子より所定距離だけ離れた位置へ誘導し、 前記工具を前記第一の送り速度より小さい第二の送り速
度で前記所定位置から前記接触式の工具先端位置検出手
段の測定子へ向けて移動させ、前記工具の先端位置を検
出するよう測定動作を制御する測定制御手段と、 前記接触式の工具先端位置検出手段で検出した前記工具
の先端位置とあらかじめ設定した前記主軸の基準位置と
から前記工具の工具長を演算する工具長演算手段と、 を具備することを特徴とした工作機械の工具長測定装
置。
2. A machine tool for processing a workpiece by relatively moving a tool mounted on a spindle and a workpiece in response to a feed axis movement command from a numerical controller, wherein the workpiece is provided at a predetermined position capable of relatively moving with the tool. Optical tool tip position detecting means provided; contact-type tool tip position detecting means having a tracing stylus provided at a predetermined position capable of relatively moving with the tool; and the optical tool at a first feed speed. The tool is moved toward the measurement area of the tool tip position detecting means of the type to detect the tip position of the tool, and is guided to a position separated by a predetermined distance from the measuring element of the contact type tool tip position detecting means, At a second feed speed lower than the first feed speed from the predetermined position to the contact point of the contact-type tool tip position detecting means, so that the measuring operation is performed to detect the tip position of the tool. Measurement control means for controlling, tool length calculation means for calculating the tool length of the tool from the tool tip position detected by the contact-type tool tip position detection means and a preset reference position of the spindle, A tool length measuring device for a machine tool, comprising:
【請求項3】 前記光学式の工具先端位置検出手段の測
定領域の略下方位置に前記接触式の工具先端位置検出手
段の測定子を配置した請求項2に記載の工作機械の工具
長測定装置。
3. A tool length measuring device for a machine tool according to claim 2, wherein a measuring element of said contact type tool tip position detecting means is arranged at a position substantially below a measuring area of said optical tool tip position detecting means. .
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