JPS60146652A - 工具長測定方法 - Google Patents

工具長測定方法

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Publication number
JPS60146652A
JPS60146652A JP24956383A JP24956383A JPS60146652A JP S60146652 A JPS60146652 A JP S60146652A JP 24956383 A JP24956383 A JP 24956383A JP 24956383 A JP24956383 A JP 24956383A JP S60146652 A JPS60146652 A JP S60146652A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
measured
spindle
length
tool length
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP24956383A
Other languages
English (en)
Inventor
Shizuo Susaka
須坂 静生
Yusuke Kosuge
小菅 祐輔
Minoru Shibuya
稔 渋谷
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.)
Niigata Engineering Co Ltd
Original Assignee
Niigata Engineering Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Niigata Engineering Co Ltd filed Critical Niigata Engineering Co Ltd
Priority to JP24956383A priority Critical patent/JPS60146652A/ja
Publication of JPS60146652A publication Critical patent/JPS60146652A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
    • B23Q17/2233Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the tool relative to the workpiece

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は数値制御工作機械において主軸に装着された工
具の工具長を測定する工具長測定方法に関するものであ
る。
従来、数値制御工作機械にJ3いては作業者が工具の工
具長をツールプリセツタ等で測定してその測定値をNO
制御装置に入力しており、このため、工具の段取りに多
くの時間と手間を要していた。
また、従来は、連続運転中に工具長を測定してその値を
NG@御装置に入力することは困難であったため、主軸
に熱変位が生じても工具長を補佐することはできなかっ
た。
本発明は、既知の工具長を右する基準工具を主軸に装着
した状態で主軸を起点から定点まで軸方向に移動させて
その時の基準工具の位置を検出し、次に、被測定工具を
同様に移動させてその位INを検出し、これら検出位置
を比較して被測、定工具の工具長を算定するようにして
、上記従来の問題点を解消したもので、機上にτ工具長
を正確に測定することができ、また、主軸の熱変位に対
して工具長を補正することができる。1具艮測定方法を
提供7ることを目的とする。
以下本発明を図面に基づいて詳細に説明覆る。
第1図および第2図は本発明の方法を実施づるIこめの
装置の一例を示ずもので、図中Aは自動工員交換装置を
有する数値制御工作機械(以下NO工作機械と称する)
である。このNC工作機械Aは従来同様の基本構造を有
するものであり、工具1が図示しないI4マガジンから
取出されて主軸2に装着されるとともに、NO制御装置
3によりX軸、Yq411z軸ノ各駆動モータ4.5.
6がそれぞれ制御されるようになつCいる。本発明め方
法を実施するだめの装置はこのN、C’I作機械Aに付
設されるもので、軸方向iつまりZ軸方向〉に移動せし
められる′上記工具1を定点で検知する工具検知手段7
と、この工具検知手段7で得られた検知信号に基づき後
述の所定の演算を行って工具1の千′貝長Jをめる演算
手段8とから構成されている。゛ 上記工具検知手段7は、NC工作機械Aのテーブル側に
固設されて、Z軸方向に移動づる工具1に接触してその
接触信号を発Jる接触子7aと、この接触子7aからの
接触信号を検出する接触信号検出回路7bどから成る。
また、下記演算手段8は、上記NG制御装置3の内部に
設けられているもので、フィードパルスfを伝送するア
ンドゲート8aど、このアンドゲート8aからのフィー
ドパルス「により上記Z軸駆動モータ6のサーボ装置を
制御するための出カバターンを発生覆る補間器8bと、
上記工具検知手段7からの検知信号の入力により、補間
器8bの内部のカウンタから工具1が接触子7aに接触
じた時の工具1の位置Z(Z軸上の座標値)を取込むと
どもに、上記アンドゲート8aをOFF状態として主軸
2つまり工具1のZ軸方向の移動を停止させ、まl〔後
述の原理に基づき工具1の工具長lを演算するCPU(
中央演算処II!装置)80と、このCPU、8cに接
続された記憶装置8dとから成る。この記憶装置8dに
は、N Cll1IJ御装置3および][具長測定をな
す前記装置の制御を行う制御プ[1グラムが登録きれて
いる。
なお、第1図において9はN G加]ニテーブである。
次に本発明の方法について述べる。第3図おJ、び第4
図は本発明の方法の原理を説明づるためのもので、図示
の如く、主軸2が起点にある時の主軸端2aから接触子
7aまでの距1111. (以下接触子距離という)を
LOとすると、被、測定工具1の工具長jは次式で表わ
される。
J=LO−a・・・(1)“ ここで、aは被測定工具1の移動距離を示すもので、主
軸2が起点にある時の被測定工具1の位・置をZo 、
 8Lだ、被測定工具1が接触子7a[接触した際の被
測定工具1の位置を前述の如<2とすると、 a =l Z−Zo 1−(2’) によりめられ、る。すなわち、まず、被測定工具1の起
点における位置ZOを記憶装置8d内に記憶さUておき
、次に、被測定工具1をZ軸に沿って移動させると、被
測定工具1の先端が接触子7aに接触し、ぞの時の被測
定■貝1の位@ZがCI) U 8 Cに取込まれる。
このCPU8Cはこれら検出位@ZO、zから上記被測
定工具1の移動距離aを算定する。
また、(1)式における接触子距離LOは次式によりめ
られる。
Lo =Jo +a O・ (3) ここで、JOは基準工具1aの既知の工具長、aOは基
準工具1aを被工具1の代りに主軸2に装着し、かつ被
測定工具1と同様にして移動させて得られる基準工具1
aの移動距離で、移動距離aと同様にしてめる。
このように、基準工具1aを用いて接触子距離LOをあ
らかじめ測定しておき、その後、被測定工具1を主軸2
に装着しC工具移動距離aをめ、(1)に従って工具長
Jを演算する。
次に、上記原理に基づいて前記記憶装置3内の制御プロ
グラムにより、■具長Jの測定をなり際の装置の作動を
第5図のフローチャー1・に従って説明する。まず、主
軸2を起点に戻しIこ状態で自動工具交換装置を作動し
て図示しない工具マガジンから1■知の工具長JOをイ
jする基準工具1aの取出し主軸2に装着するとともに
、基準工具1aの起点にお番ノる位置20を演算手段8
の記憶装置8dに記憶されておく(ステップS 1)。
次いで、主軸2をZ軸方向に移動させ、基準工具i a
を第1図における矢印の方向に移動さLる(ステップS
 2)。すると、演算手段8のアンドゲート8aのゲー
ト信号がON状態となり、フィードパルスfがこのアン
ドゲート8aを通って補間器8bに入る。補間器8bは
このフィードゲートパルスfによってZ軸駆動モータ6
の制御信号を出力し、Z軸駆動モータ6は作動を続りる
。そして、基準工具1aの先端が接触子7bに接触する
と、接触子7aは接触信号を出力し、その信号は接触信
号検出回路7bによって検出され(ステップS 3)、
演算手段8のCPU8Gに入る。CPU8cは、この接
触信号が入力されると、補間器8bの内部のカウンタか
らフィードパルスfのパルス数を基準工具1aの位置7
として取込み、記憶装置8d内に登録するとともに(ス
テップS4)、アンドゲート8aのゲー1へ信号をOF
F状態にしてフィードパルスfの補間器8bへの入力を
止め、Z軸駆動モータ6を停止させ、また、基準工具1
aを起点へ復帰させる〈ステップS 5)。さらに、C
PU8Cは、記憶装置8dに登録されている制御、プロ
グラムに基づき移動を算定しくステップS 6)、この
算定した移動距離が基準工具1aの移動距離aOである
ことを確認するとともに(ステップS−7)1、記憶装
置8d内に登録されている基準工具長JOと制御プログ
ラムによって接触子距離しOを算出しくステップS8)
、これを記憶装置8dに登録づる(ステップS 9)。
そして、次に自動工具交換装置を作動して主軸2の基準
工具1aを被測定工具1と交換し、上記基準工具1aの
場合とほば同様な手順により、被測定工具1の工具長を
測定する。1なわち、被測定工具1の起点における位置
ZOを記憶装置8d内に記憶させておく(ステップS 
1)。次いで、主軸2を作動して上記被測定工具1を第
1図における矢印の方向に移動させる。このとき、フィ
ードパルス「はアンドゲート8aを通つ−(補間器8b
に入り、補間器8bからZ軸駆動モータ6の制御信号が
出力される。做測定■具1が接触子7aに接触すると、
接触子7aはその接触信号を出し、 r接触信号検出回
路7bがこれを検出しCI) U 8 Gに送る。C,
P U 80は、この接触信号が入ノジされる、と、補
間器8bの内部のカウンタからフィードパルスfのパル
ス数を被測定工具1の位置Zとして取込み、記憶装置1
18d内に登録するとともに(ステップS4)、アンド
ゲート8aをOFFにしてフィードパルスfの補間器8
bへの入力を止め、Z軸駆動モータ6を停止させ被測定
工具1を起点へ復帰させる(ステップS5)。また、C
PU8Cは、記憶装置8d内の制御プログラムにより移
動距離を算定してこれが被測定工具1の移動距離aであ
ることを確認するとともに(ステップS6、Sl)、記
憶装置8d内に記憶されている接触子距!11 L O
と制御プログラムによって被測定工具1の工具長jを算
出しくステップ510)、その粋出値を測定した工具長
jとして記憶装置8d内に登録して(ステップ511)
、終了Jる。
なお、主軸2は経時的に熱変位し、この熱変位が工具長
Jの測定誤差を誘引するが、工具長Jを測定リ−る直前
に上記基準工具1aを用いて接触子距lll1LOを測
定し直しておけばこの熱変位による誤差は生じない。1
なわち、前記(1)式と(3)式から工具長Jは次式で
表わされる。
J=JO+ao・・・(4) ここで、時間を後に主軸2に熱変位ΔIE mが生じた
とすると、第6図に示すように、時間を後の基準工具1
aの移動距離ao (t)は次のようになる。
ao(t)=ao−ΔElll−(5)したがって時間
を後の接触子距離LO(t)はLo (t ) =Jo
 +a o−ΔE+n−(6)となる。次に、第7図に
示寸ように、基準工具1aを被測定工具1に交換して時
間を後の工具長J(【)を測定Jる場合を考える。時間
【後の被測定工具1の移動路111a(t)は a(t)=a−ΔEm・ (7) となり、工具長J (t )は j (t ) =Lo (t ) −a (t )−(
8)となる。したがって(6)、(7)、(8)式によ
り J (t )−Jo +a o−a・・・〈9)となる
。この(9)式と(4)式を比べるとJ−J (t )
であり、主軸2の熱度位へEa+は消去されている。
また、時間を後に測定される工具長J(t)は、あらか
じめ測定した接触子距ff1Loを用いて測定するので
、 J (t )−Lo −a (t )−(10)と表わ
される。これは、(3)式と(7)式により J (t: ) −Jo +a o −a + Δ E
lll ・ (11)となり、さらに(4)式により J (t )−1+八へm・・・(12)となる。すな
わち、時間を後に測定される工具長J(t)は主軸2の
熱変位へEll1分だ番ノ変化した値となることがわか
る。
以上のように、本発明の方法によれば、既知の工具長を
有する基準工具と被測定工具を順次主軸に装着して定点
まで軸方向に移動させ、その峙の位置を検出するととも
に、これら検出位置に基づいて被測定工具の工具長を評
定するようになっているので、正確にして迅速に工具長
を測定することができる。また、連続運転中であっても
工具長を測定することができる。さらに、主軸に熱変位
が発生したときには、既知の工具長を使って、その時点
での熱変位を含めた接触子距離4新たに測定した後に、
被測定工具を測定するため、熱変位分が相殺されること
から、主軸に生ずる熱度の影響を受りずに常に高精度な
工具長の測定ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を実施するIこめの装置の一例を
示す概略図、第2図は同ブL1ツク図、第3図および第
4図は本発明の詳細な説明Jるための図、第5図はフロ
ーチャートである。まIC,第6図および第7図は主軸
に熱変位が生じた場合の工具長測定原理説明図である。 1・・・・・・工具(被測定工具)、2・・・・・・主
軸、3・・・・・・NC制御装置、6・・・・・・Z軸
駆動モータ、7・・・・・・工具検知手段、8・・・・
・・演算手段、j・・・・・・工具長、7a・・・・・
・接触子、Z・・・・・・位置、ZO・・・・・・位置
、8C・・・・・・CPU (中央演算処理装置)、8
d・・・・・・記憶装置、a・・・・・・移動距離、a
O・・・・・・移動距離、LO・・・・・・接触子距離
、1a・・・・・・基準工具出願人 株式会社 新潟鉄
工所 第1図 第3図 第4図 第5図 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 既知の工具長を有する。基準工具を主軸に装着して主軸
    を起点から定点まで軸方向に移動させ、その時の基準工
    具の装置を検出するとともに5、上記基準工具を被測定
    工具と入れ替えて主軸を起点から上記定点まで軸方向に
    移動させ、その時の被測定工具の位置を検出し、これら
    基準工具と被測定工具の検出位′回に基ついて被測定工
    具の工具長を算定することを特徴とりる工具長測定力゛
    法。
JP24956383A 1983-12-29 1983-12-29 工具長測定方法 Pending JPS60146652A (ja)

Priority Applications (1)

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JP24956383A JPS60146652A (ja) 1983-12-29 1983-12-29 工具長測定方法

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JPS60146652A true JPS60146652A (ja) 1985-08-02

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ID=17194858

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JP (1) JPS60146652A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62130160A (ja) * 1985-11-27 1987-06-12 Hitachi Seiki Co Ltd Nc工作機械の自動工具補正装置
JPS6416353A (en) * 1987-07-10 1989-01-19 Citizen Watch Co Ltd Tool length measuring method
WO2022202851A1 (ja) * 2021-03-25 2022-09-29 ファナック株式会社 計測装置及びプログラム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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