JPS6044099B2 - Automatic tool size correction method and device for copying machine tools - Google Patents

Automatic tool size correction method and device for copying machine tools

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Publication number
JPS6044099B2
JPS6044099B2 JP7376778A JP7376778A JPS6044099B2 JP S6044099 B2 JPS6044099 B2 JP S6044099B2 JP 7376778 A JP7376778 A JP 7376778A JP 7376778 A JP7376778 A JP 7376778A JP S6044099 B2 JPS6044099 B2 JP S6044099B2
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JP
Japan
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tool
tracer
correction
copying
copying machine
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JP7376778A
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Japanese (ja)
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JPS555215A (en
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真 佐藤
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Makino Milling Machine Co Ltd
Original Assignee
Makino Milling Machine Co Ltd
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Publication date
Application filed by Makino Milling Machine Co Ltd filed Critical Makino Milling Machine Co Ltd
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Publication of JPS6044099B2 publication Critical patent/JPS6044099B2/en
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  • Machine Tool Copy Controls (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的には倣い工作機械の改善に関し、特に複
雑な雄雌形状を有した金型等の加工を自動工具交換をお
こないつつ高加工能率及び高加工精度もとに倣い加工を
することができるように改善工夫された倣い工作方法と
それを実施する自4動工具交換装置付き倣い工作機械と
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention generally relates to the improvement of copying machine tools, and in particular, to machining molds, etc. with complex male and female shapes, while performing automatic tool exchange and achieving high machining efficiency and high machining accuracy. The present invention relates to a copying method which has been improved so as to be able to perform copying, and a copying machine tool with an automatic four-wheel tool changer for carrying out the method.

一般に成型加工用金型や図面による寸法指定が困難な形
状物の場合には予め準備したマスター用母型を接触球を
有したトレーサによつてトレースし、そのトレーサの動
作に従つて該トレーサの接触球と対応した球形状を有す
る加エ工具の倣い加工動作をサーボ制御する所謂倣いス
ライス盤が用いられている。
Generally, in the case of molds for molding or objects whose dimensions are difficult to specify based on drawings, a master mold prepared in advance is traced using a tracer with a contact ball, and the tracer is moved according to the movement of the tracer. A so-called profile slicing machine is used which servo-controls the profile processing operation of a processing tool having a spherical shape corresponding to the contact ball.

即ち、最近発展の著しい数値制御工作機械をもつてして
も金型等の場合にはその複雑な雄雌形状のためにプログ
ラムが困難となり、このためにマスター用母型に用いた
倣い工作機械が用いられるものである。然しながら従来
より汎フ用されている倣いスライス盤をはじめとする倣
い工作機械においては、一般に金型等の加工に長時間と
多量の切削量を要するにもかかわらず、加工工具の交換
を自動的に遂行しながら能率よく倣い加工を進捗せしめ
る加工方式は未だ全く採用され門ていない。これは倣い
工作機械の場合には、例えば通常のマシニングセンタで
既に採用されている自動工具交換機構をそのまま応用し
て加エ工具の自動交換をおこなうようにしたのみでは次
のように不都合が生じて来ることに起因するものであ・
る。即ち、倣い工作機械では上述のようにトレーサの母
型倣い動作に従つて例えばワークテーブルのX.Y.Z
軸方向移動量を制御し、これに基き加エ工具に被加工物
の倣い加工動作をおこなわせる方式が採られるためにト
レーサと加エ工具との間には一定の相対的位置関係が常
時保持されていなければ正確な寸法・形状の加工が保証
されなく、なるのである。然るに加エ工具の交換に伴い
特に倣いフライス盤の場合には交換される各加エ工具間
で工具径、即ち球状加エ工具の半径寸法や工具長に相違
が生じていることは避けられないので上述のトレーサと
各加エ工具との間の一定の相対的位置関係が保持できる
保証が得られないという不都合が生じるのである。一方
、倣い工作機械において、自動工具交換を達成てきせま
荒加工工程から仕上加エ工具に到る全加エ工具を一環し
て自動的に遂行できる利点が得られるこは言うまでもな
い。本発明の目的は上述のように不都合を生ずることな
く、荒加工工程や仕上加工工程等の加工工程の違いや工
具損耗等に対処して工具交換を自動的に達成できるとと
もに工具交換時に加エ工具とトレーサとの間の一定の相
対的位置関係を常に保持すべく工具径や工具長の補正を
も予め設定した補正量に従つて補正することができるよ
うにした倣い工作方法を提供し、かつこの方法を直接実
施することのできる自動工具交換装置付き倣い工作機械
を提供するものである。
In other words, even with numerically controlled machine tools that have recently been significantly developed, it is difficult to program molds etc. due to their complex male and female shapes. is used. However, profiling machine tools such as profiling slicing machines, which have been widely used in the past, generally require a long time and a large amount of cutting to process molds, etc., but they do not automatically change processing tools. A machining method that efficiently progresses copy machining while performing the process has not yet been adopted at all. In the case of copying machine tools, for example, if the automatic tool change mechanism already used in ordinary machining centers is simply applied to automatically change the machining tool, the following problems will occur. It is caused by coming.
Ru. That is, in a copying machine tool, for example, the X. Y. Z
A method is adopted in which the amount of axial movement is controlled and the machining tool is made to copy the workpiece based on this, so a constant relative positional relationship is always maintained between the tracer and the machining tool. If this is not done, accurate dimensions and shape cannot be guaranteed. However, when machining tools are replaced, especially in the case of copy milling machines, it is inevitable that there will be differences in the tool diameter, that is, the radius dimension and tool length of the spherical machining tool. This results in the inconvenience that it is not possible to guarantee that a constant relative positional relationship between the tracer and each processing tool can be maintained. On the other hand, it goes without saying that a copying machine tool has the advantage of being able to automatically change tools and perform all machining tools, from the rough machining process to the finishing machining process, in one step. An object of the present invention is to automatically accomplish tool exchange by dealing with differences in machining processes such as rough machining and finishing machining processes, tool wear, etc., without causing any inconvenience as described above, and to avoid machining errors when exchanging tools. To provide a copying machining method in which the tool diameter and tool length can be corrected according to preset correction amounts in order to always maintain a constant relative positional relationship between the tool and the tracer, The present invention also provides a copying machine tool with an automatic tool changer that can directly implement this method.

なお、実施に当つては工具径のみを自動的に補正し、工
具長は倣い工作機械の工具主軸クイルやトレーサヘッド
において手動補正をすることによつて達成してもよく、
或いは工具径、工具長を共に自動補正できるようにすれ
ば最も好ましいことは言うまでもない。以下、本発明を
添付図面に示す実施例に基き詳細に説明する。図は本発
明による自動工具交換装置付き倣い工作機械の全体的構
成を示す機構図である。
In addition, in implementation, only the tool diameter may be automatically corrected, and the tool length may be achieved by manually correcting the tool spindle quill or tracer head of the copying machine tool.
Alternatively, it goes without saying that it is most preferable if both the tool diameter and tool length can be automatically corrected. Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings. The figure is a mechanical diagram showing the overall configuration of a copying machine tool with an automatic tool changer according to the present invention.

同図において、10は倣い工作機械であり、直立した機
械本体部11とワークテーブル17とを有している。機
械本体部11には加エ工具T。−Tnの1つが取付けら
れる工具主軸12がクイル13で上・下方向に摺動可能
に設けられている。また工具主軸12はクイル13内で
一定高さにクランプされた後に主軸駆動モータ14によ
つて回転駆動されるように構成されており、主軸駆動モ
ータ14は制御器15から駆動信号を受けて工具主軸1
2を所望の回転速度で駆動する。なお、工具主軸12は
クイル13に対してハンドル21の手動操作により、ま
た後述のようにパルスモータ等の駆動モータ16によつ
て自動的に微少量ずつ上・下摺動させることが可能で、
従つて工具主軸12に取付けた加エ工具T。(又はT1
〜Tnの1つ)をテーブル17上に加工物Wに対して上
・下方向に位置決めすることが可能になつている。テー
ブル17上に上述のように加工Wが載置されると共に母
型(マスター)Mが載置され、これら加工物W1母型M
を載置した状態でテーブル17は水平面内でX..Y2
軸方向に移動可能てあり、また主軸頭23が工具主軸1
2やクイル13を装着した状態で上・下のZ軸方向に移
動可能になつている。このようにテーブル17は、工具
主軸12に対してXsY,.Zの3軸方向に相対移動す
るのである。このテーブル】7の移動は、周知の倣い制
御装置51から駆動サーボ信号を受ける駆動モータ18
(X軸方向、Y軸方向、Z軸方向の三つのモータを具備
する)によつて駆動され、またテーブル17の移動は、
例えばスケール装置等からなる位置検出装置19によつ
てX.sY..Z3軸方向の機械位置信号として検出さ
れ、後述する倣い工作機械制御装置52へ送出される。
さて、30はテーブル17上の母型Mに倣うl・レーザ
部であり、母型Mの倣い形状に従つて法線変位が可能な
球状触子を有したトレーサ31とトレーサ31のベクト
ル法線変位を電気信号に変換して送出するトレースヘッ
ド32とを有して構成されている。このトレーサ部30
は、主軸頭23から横方向に張り出したアーム24に取
付け支持されている。そしてトレーサヘッド32から発
生したトレーサ31の変位置を示す上述の電気信号は倣
い制御装置51へ送られる。なお、球状触子を有したト
レーサ31とトレーサヘッド32からなるトレーサ部3
0の具体的構成例としては本出願人による特開昭49一
107558号公報に記載された立体形状測定装置が利
用できる。さて、倣い工作機械において、母型Mをトレ
ーサ部30のトレーサ31が倣い動作すると、トレーサ
ヘッド32がトレーサ31の予め設定された一定量の変
位、即ち倣い制御におけるサーボ目標値となるトレー・
サ基準変位置E。と、その時々に検出される実際のトレ
ーサ変位置との偏差が零になる様に倣い制御装置51が
前述のようにテーブル17の駆動モータ18へ駆動サー
ボ信号を送出してテーブル17をX.,Y..Zの3軸
方向に母型Mの形状に対応した相対的な移動を与える。
この間にテーブル17上の加工物Wに対しては工具主軸
12に把持された加エ工具T。又はT1〜Tnにより切
削加工を施して加工物Wを母型Mの形状に一致した形状
に加工仕上げするのである。この場合に加エ工具T。−
Tnは何れもトレーノサ31の球状触子と同杆・に球形
を有し、その球心からの半径寸法が工具径:と称されて
通常はトレーサ31の球状接触子における半径寸法と略
等しく形状される。なお、トレーサヘッド32て検出し
た法線方向ベクトル変位置は送出部32″を介し7て倣
い制御装置51へ送られる。33,34,35はそれぞ
れトレーサ部30のトレーサ31を手動操作により予め
所定の母型上位置へ位置決めするためのハンドル装置で
あり、例えばトレーサ31は母型Mの倣い位置へ位置決
めする場合に使用9する。
In the figure, reference numeral 10 denotes a copying machine tool, which has an upright machine body 11 and a work table 17. A processing tool T is provided in the machine body 11. A tool spindle 12 to which one of the -Tn is attached is provided so as to be slidable in the upward and downward directions by a quill 13. The tool spindle 12 is configured to be rotated by a spindle drive motor 14 after being clamped at a constant height within the quill 13, and the spindle drive motor 14 receives a drive signal from a controller 15 to tool the tool. Main shaft 1
2 at a desired rotational speed. Note that the tool spindle 12 can be slid up and down in small amounts with respect to the quill 13 by manual operation of the handle 21, or automatically by a drive motor 16 such as a pulse motor as described later.
Therefore, the machining tool T is attached to the tool spindle 12. (or T1
~Tn) can be positioned on the table 17 in the upward and downward directions with respect to the workpiece W. As described above, the workpiece W is placed on the table 17, and the mother mold (master) M is also placed on the table 17, and these workpieces W1 mother mold M
The table 17 is placed on the X. .. Y2
It is movable in the axial direction, and the spindle head 23 is attached to the tool spindle 1.
2 and quill 13 are attached, it can be moved up and down in the Z-axis direction. In this way, the table 17 is arranged at XsY, . It moves relatively in the three Z-axis directions. The movement of this table]7 is controlled by a drive motor 18 which receives a drive servo signal from a well-known copying control device 51.
(equipped with three motors in the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction), and the movement of the table 17 is
For example, the X. sY. .. It is detected as a machine position signal in the Z3-axis direction and sent to a copying machine tool control device 52, which will be described later.
Now, 30 is a laser part that follows the pattern M on the table 17, and a tracer 31 having a spherical contact that can be normal-displaced according to the shape of the pattern M on the table 17, and the vector normal of the tracer 31. The trace head 32 converts displacement into an electrical signal and sends it out. This tracer section 30
is attached and supported by an arm 24 extending laterally from the spindle head 23. Then, the above-mentioned electric signal generated from the tracer head 32 and indicating the displacement of the tracer 31 is sent to the tracing control device 51. Note that the tracer section 3 consists of a tracer 31 having a spherical probe and a tracer head 32.
As a specific configuration example of 0, a three-dimensional shape measuring device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 49-107558 by the present applicant can be used. Now, in a copying machine tool, when the tracer 31 of the tracer section 30 moves to copy the mother die M, the tracer head 32 moves the tracer 31 by a preset constant amount, that is, the tray which becomes the servo target value in copying control.
Standard displacement position E. As described above, the copying control device 51 sends a drive servo signal to the drive motor 18 of the table 17 to move the table 17 to the X. ,Y. .. Relative movement corresponding to the shape of the matrix M is given in the three axis directions of Z.
During this time, the processing tool T gripped by the tool spindle 12 is applied to the workpiece W on the table 17. Alternatively, the workpiece W is finished into a shape that matches the shape of the mother die M by cutting at T1 to Tn. In this case, processing tool T is used. −
Both Tn have the same rod and spherical shape as the spherical contact of the tracer 31, and the radial dimension from the spherical center is called the tool diameter, and is usually shaped approximately equal to the radial dimension of the spherical contact of the tracer 31. Ru. Note that the normal vector displacement position detected by the tracer head 32 is sent to the copying control device 51 via the sending section 32''. 33, 34, and 35 each move the tracer 31 of the tracer section 30 to a predetermined position by manual operation. For example, the tracer 31 is used 9 when positioning the master mold M to a copying position.

50は倣い加工時にトレーサ部30のトレーサ31を母
型Mに沿つて倣い動作させる場合の操作盤であり、倣い
モードの設定、トレーサ31と母型Mとのアプローチ及
びディスアプローチの指令信号、或いは倣い]=作機械
10の工具主軸12の起動・停止等の指令信号を手動操
作により印加するために用いられ、従つて操作盤50に
よる操作指令は倣い工作機械制御装置52に印加され、
これら指令信号のうちで倣いモードの設定指令信号及び
アプローチ、ディスアプローチ等の指令信号は更に倣い
制御装置51へ送られる。
Reference numeral 50 denotes an operation panel for causing the tracer 31 of the tracer unit 30 to perform a copying operation along the mother die M during copying processing, and is used to set the copying mode, command signals for approach and disapproach between the tracer 31 and the mother die M, or Copying]=Used to manually apply command signals such as starting and stopping the tool spindle 12 of the machine tool 10; therefore, the operation command from the operation panel 50 is applied to the copying machine tool control device 52,
Among these command signals, a copying mode setting command signal and command signals for approach, disapproach, etc. are further sent to the copying control device 51.

即ち、倣い工作機械制御装置52は各種駆動モータへの
電力供給等をかじめとして倣い工作機械の中枢制御部を
形成し、本発明に係る工具交換及びこれに関連する後述
の補正動作をも制御するものである。上述のような倣い
工作機械における一般的構成に加えて、本発明に依れば
、先す自動工具交換部40が倣い工作機械10の機械本
体部11の側面部に設けられており、またこの自動工具
交換部40の工具交換動作を制御する工具交換制御装置
53が設けられ、倣い工作機械制御装置52を介した工
具交換指令を受け、また工具交換の完了時に完了信号を
倣い工作機械制御装置52へ送出する。
That is, the copying machine tool control device 52 forms a central control section of the copying machine tool, in charge of supplying power to various drive motors, etc., and also controls tool exchange according to the present invention and correction operations related thereto, which will be described later. It is something to do. In addition to the general structure of a copying machine tool as described above, according to the present invention, an automatic tool changer 40 is provided on the side surface of the machine body 11 of the copying machine tool 10. A tool change control device 53 is provided to control the tool change operation of the automatic tool change section 40, and receives a tool change command via the copying machine tool control device 52, and also copies a completion signal when the tool change is completed and controls the machine tool control device. 52.

自動工具交換部40は加エ工具T。−T..を収納する
マガジン装置41を有し、このマガジン装置41は水平
軸まわりに回転可能に設けられると共に交換用の工具、
例えば図示の加エ工具Tnを破線て示した交換位置へ移
送する手段も有している。交換位置へ移動した交換用の
加エ工具T。は周知の工具交換腕42によつて同じく予
め倣い加工位置から工具交換位置へ引き上げられている
工具主軸12に取付けられている使用済みの加エ工具、
例えば図示の加エ工具T。と交換される。即ち、工具交
換腕42は周知のように両端に工具把.持爪を有して垂
直軸線周りに回転可能にまた上・下方向に移動可能に設
けられているので工具把持爪で工具T。,Tnを把持し
、次いて下方に移動することによつて工具T。を工具主
軸12からまた工具Tnをマガジン装置41からそれぞ
れ引き抜!き、その後に180装回転動作してから上方
へ再び移動することによつて工具Tnを工具主軸12に
挿着し、また工具T。をマガジン装置41に戻すことに
よつて工具交換を完了するのである。この工具交換の一
連の動作は工具交換時期に工具交換ク制御装置53から
自動工具交換部40へ送入される工具交換の起動指令信
号によつて開始されることはマシニングセンタ等従来の
加エ工具装置付き工作機械の場合と同様であり、工具交
換が終了すると自動工具交換部40から工具交換信号が
伝達され、このとき上述のように工具交換制御装置53
から倣い工作機械制御装置52へ工具交換完了信号が送
出されるのである。なお、本発明においては、工具交換
時期は倣い工作機械制御装置52に接続された工具交換
時期装置54から該倣い工作機械制御装置52へ印加さ
れる工具交換時期の信号によつて設定されるが、この工
具交換時期装置54の具体的構成としてはマガジン装置
41中フの各加エ工具T。−T..について加工動作開
始時点からの加工動作積算時間を検出し、予め各加エ工
具に定められた積算時間に達するとこれを信号報知する
タイマー装置を内蔵する型式でもよく、或いは加エ工具
T。−Tnの倣い加工動作中における7該各加エ工具に
掛る加工負荷の変動から各加エ工具の摩耗適度や損傷程
度を検出し、一定レベルに達したときに工具交換時期に
達したことを報知する信号を送出する型式のものでもよ
い。一方、工具交換制御装置53から工具交換完了信号
を受けノた倣い工作機械制御装置52は工具交換の完了
に伴つて工具主軸12とクイル13とを再び倣い加工動
作位置まて引き下ろす。即ち、パルスモータ16に所要
量の指令パルスを発して該パルスモータを駆動し、この
パルスモータ16から図に示されていない適宜の送り機
構(例えは周知の送りねじ機構やピニオン・ラック機構
)を介して工具主軸12の加エ工具Tr.を引き下ろし
、母型M上に位置したトレーサ31と対応する加工物W
上の位置に到達させるのである。次いで倣い工作機械制
御装置52は更に制御器15を介して駆動モータ14に
駆動信号を送出し、工具主軸12を回動起動させて倣い
加工動作を再び開始させる。然しながら本発明の重要な
特徴として工具交換時にかつ交換された新加エ工具Lに
よる倣い加工動作の再始動に先だつて工具データ、即ち
工具径の自動補正及び望ましくは工具長の自動補正が行
われるように構成されているのである。既述のように本
例の倣い工作機械においては、母型Mをトレーサ部30
のトレーサ31が倣い動作することに従つて倣い制御装
置51を介してテーブル17の三軸方向移動をサーボ制
御し、このときに加工物Wに対して工具主軸12に把持
された加エ工具で倣い加工を施し母型Mに対応した加工
製品を削成する方式であることからトレーサ31と工具
主軸12上の加エ工具との間には倣い加工動作中に常時
一定の位置が保持されなければ正確に所定の寸法・形状
を有した加工製品が得られなくなる。然るに工具交換が
実施された楊合にはマガジン装置41中の加エ工具が全
て完全に同一寸法、即ち、同一.工具径、同一工具長を
有することは不可能である。従つて加エ工具T。−Tn
とトレーサ31との相対的位置関係を工具交換時にも維
持させるためにはT。からT..のそれぞれの加エ工具
に関して、それが工具主軸12に装着されたときにトレ
ーサ,31との間に所定の相対的位置関係を得るべく補
正を施す必要がある。依つて本発明においては、加エ工
具T。−TOをマガジン装置41に装着する際に予め各
加エ工具に関する工具データ(即ち、工具径、工具長)
に対応して補正量を設定し、工具交換時には交換されて
工具主軸12上に装着された新加エ工具に関する補正量
を読出して補正を施し、この補正作用が完了した後に倣
い加工動作を開始するようにしている。この際に、本発
明においては、工具径の補正は,トレーサ31の前述基
準変位置E。
The automatic tool change section 40 is a processing tool T. -T. .. This magazine device 41 is rotatably provided around a horizontal axis and stores replacement tools,
For example, it also includes means for transporting the illustrated machining tool Tn to a replacement position indicated by a broken line. Replacement processing tool T moved to the replacement position. is a used machining tool attached to the tool spindle 12 which has also been previously lifted from the profiling machining position to the tool exchange position by the well-known tool exchange arm 42;
For example, the processing tool T shown in the figure. is exchanged with That is, the tool exchange arm 42 has tool grips at both ends, as is well known. The tool T is provided with a holding claw that can be rotated around a vertical axis and movable upward and downward. , Tn and then moving it downward. from the tool spindle 12 and the tool Tn from the magazine device 41! Then, the tool Tn is inserted into the tool spindle 12 by rotating 180 times and moving upward again. By returning the tool to the magazine device 41, the tool exchange is completed. This series of tool change operations is started by a tool change start command signal sent from the tool change control device 53 to the automatic tool change section 40 at the tool change time. This is the same as in the case of a machine tool with a device, and when the tool change is completed, a tool change signal is transmitted from the automatic tool change section 40, and at this time, as described above, the tool change control device 53
A tool change completion signal is sent to the copying machine tool control device 52 from there. In the present invention, the tool exchange timing is set by a tool exchange timing signal applied from a tool exchange timing device 54 connected to the copying machine tool control device 52 to the copying machine tool control device 52. The specific configuration of this tool change timing device 54 is as follows: Each machining tool T in the magazine device 41. -T. .. The machining tool T may be of a type having a built-in timer device that detects the cumulative time of machining operations from the start of the machining operation and notifies the user when the cumulative time predetermined for each machining tool is reached. - The degree of wear and damage of each machining tool is detected from fluctuations in the machining load applied to each machining tool during the Tn profiling operation, and when it reaches a certain level, it is determined that it is time to replace the tool. It may also be of a type that sends out a notification signal. On the other hand, upon receiving the tool change completion signal from the tool change control device 53, the copying machine tool control device 52 pulls down the tool spindle 12 and quill 13 again to the copy machining operation position upon completion of the tool change. That is, a required amount of command pulses are issued to the pulse motor 16 to drive the pulse motor, and the pulse motor 16 is fed to an appropriate feed mechanism (for example, a well-known feed screw mechanism or pinion/rack mechanism) not shown in the drawings. The processing tool Tr. of the tool spindle 12 is connected to the processing tool Tr. is pulled down, and the workpiece W corresponding to the tracer 31 located on the mother mold M is pulled down.
to reach the upper position. Next, the copying machine tool control device 52 further sends a drive signal to the drive motor 14 via the controller 15 to start rotating the tool spindle 12 and restart the copying operation. However, an important feature of the present invention is that at the time of tool exchange and prior to restarting the profiling operation with the replaced new machining tool L, automatic correction of the tool data, namely the tool diameter and preferably the tool length, is performed. It is structured as follows. As mentioned above, in the copying machine tool of this example, the mother die M is placed in the tracer section 30.
As the tracer 31 performs the tracing operation, the three-axis movement of the table 17 is servo-controlled via the tracing control device 51, and at this time, the processing tool gripped by the tool spindle 12 moves against the workpiece W. Since this is a method of performing copy machining and cutting a machined product corresponding to the mother die M, a constant position must always be maintained between the tracer 31 and the machining tool on the tool spindle 12 during the copy machining operation. Otherwise, it becomes impossible to obtain a processed product having exactly the predetermined dimensions and shape. However, when a tool is exchanged, all of the machining tools in the magazine device 41 have completely the same size, that is, the same size. It is impossible to have the same tool diameter and tool length. Therefore, the processing tool T. -Tn
T in order to maintain the relative positional relationship between the tracer 31 and the tracer 31 even when changing tools. From T. .. It is necessary to correct each machining tool in order to obtain a predetermined relative positional relationship between it and the tracer 31 when it is attached to the tool spindle 12. Therefore, in the present invention, the processing tool T. -Tool data regarding each machining tool (i.e., tool diameter, tool length) in advance when installing the TO in the magazine device 41
When the tool is replaced, the correction amount for the new tool that has been replaced and mounted on the tool spindle 12 is read out and corrected, and after this correction action is completed, the copying machining operation is started. I try to do that. At this time, in the present invention, the tool diameter is corrected at the reference displacement position E of the tracer 31.

を変更することによつて達成しているのである。即ち、
トレーサ31の基準変位置E。を変更することによつて
倣いサーボ系のサーボ目標値を変更することが可能てあ
り、従つて工具径の変動分を補正することができるので
ある。このような工具径補正を具体的に実施するために
、本発明においては工具データ設定装置55が設けられ
、この装置55に予め各加エ工具T。−T.,に対応し
た基準変位置E。の補正量を例えば手動設定し、該工具
データ設定装置55を倣い工作機械制御装置52に接続
すれば、倣い工作機械制御装置52は工具交換時期制御
装置54によつて報知された工具交換時期に工具交換制
御装置53ヘ工具交換指令を発すると共に上記工具デー
タ設定装置55から新たに工具主軸12に装着される加
エ工具(例えはT。からTnに交換される場合には工具
Tn)の工具径に対応して予め設定されている基準変位
置E。の補正値をみ出して倣い制御装置51に基準変位
置E。に変更補正すべく指令する構成が採られているの
である。なお、基準変位置E。の補正値を手動設定する
手段としては電気ボリューム装置を各加エ工具TO−T
nに対して各1個ずつ工具データ設定装置55に設け、
またA−D変換、D−A変換の各回路手段を倣い工作機
械制御装置52中に設けておくことによつて容易に倣い
制御装置51中に設けられたトレーサ部30の基準変位
置設定回路(周知であるので図示なし)における基準変
位置E。を変更補正することができる。一方、工具長の
補正は同じく工具データ設定装置55に各加エ工具T。
This is achieved by changing the . That is,
Reference displacement position E of tracer 31. By changing the servo target value of the copying servo system, it is possible to change the servo target value of the copying servo system, and therefore it is possible to correct the variation in tool diameter. In order to concretely carry out such tool radius correction, a tool data setting device 55 is provided in the present invention, and each machining tool T is set in advance in this device 55. -T. , the reference displacement position E corresponding to . For example, if the correction amount is manually set and the tool data setting device 55 is connected to the copying machine tool control device 52, the copying machine tool control device 52 will be able to change the tool at the tool change time notified by the tool change time control device 54. A tool change command is issued to the tool change control device 53, and the tool data setting device 55 sends a tool change command to the tool data setting device 55 for a machining tool (for example, tool Tn when changing from T to Tn) to be newly mounted on the tool spindle 12. Reference displacement position E that is preset according to the diameter. The correction value is protruded and the reference displacement position E is set in the copying control device 51. A configuration is adopted in which a command is given to change and correct. In addition, the reference displacement position E. As a means of manually setting the correction value of
one for each n in the tool data setting device 55,
Furthermore, by providing each circuit means for A-D conversion and D-A conversion in the copying machine tool control device 52, it is possible to easily adjust the reference displacement position setting circuit of the tracer section 30 provided in the copying control device 51. Reference displacement position E (not shown as it is well known). The changes can be corrected. On the other hand, correction of the tool length is also performed using the tool data setting device 55 for each machining tool T.

へ・Tnに対してトレーサ31との間の長さ方向におけ
る相対的位置関係を予め定め、この定められた長さ方向
の相対的位置関係に対応して工具交換時に長さ補正すべ
き量を該工具データ設定装置55に設定しておく。この
ように長さ補正量を予め設定しておけば、前述の工具径
の補正動作時と同時に倣い工作機械制御装置52によつ
て各加エ工具T。−Tnに対応する長さ補正量を読み出
し、この長さ補正量に従つてパルスモータ16に送入さ
れる駆動パルス量を補正すれば工具長に関する長さ補正
が達成されるのである。なお、図面に示す実施例に換え
て工具長さの補正をトレーサヘッド32に上・下微動を
付与することによつて達成することも可等であり、この
場合にはパルスモータ16と同様のモータと適宜の送り
機構を設けてトレーサヘッド32に係合させればよい。
以上の説明においては工具交換時期制御装置5牡工具デ
ータ設定装置55を設けて自動工具交換機構を有した倣
い工作機械に関して工具交換に伴つて工具径、工具長の
補正が設定された補正量に従つて実施される例を説明し
たが、既に提案されている倣い指令記憶制御演算手段を
具備した倣・い工作機械に自動工具交換機構を具備させ
た場合には、工具交換時期や工具データを予めプログラ
ムし、自動化率を一層向上させることもできる。
The relative positional relationship in the length direction between Tn and the tracer 31 is determined in advance, and the amount to be corrected in length at the time of tool exchange is determined in accordance with this determined relative positional relationship in the length direction. This is set in the tool data setting device 55. If the length correction amount is set in advance in this manner, each machining tool T is controlled by the copying machine tool control device 52 at the same time as the aforementioned tool diameter correction operation. By reading the length correction amount corresponding to -Tn and correcting the amount of drive pulses sent to the pulse motor 16 in accordance with this length correction amount, the length correction regarding the tool length can be achieved. Incidentally, instead of the embodiment shown in the drawings, it is also possible to correct the tool length by applying upward and downward fine movements to the tracer head 32, and in this case, the same A motor and a suitable feeding mechanism may be provided to engage the tracer head 32.
In the above explanation, the tool change timing control device 5 and the tool data setting device 55 are provided to adjust the correction amount of the tool diameter and tool length according to tool change with respect to a copying machine tool having an automatic tool change mechanism. Therefore, although an example of implementation has been described, if a copying machine tool equipped with the copying command storage control calculation means that has already been proposed is equipped with an automatic tool change mechanism, the tool change timing and tool data cannot be changed. It can also be pre-programmed to further improve the automation rate.

以上の説明から了解されるように、本発明によれば、単
に倣い工作機械に自動工具交換装置が具・備されて工具
交換が自動的に達成されるはかりでなく、倣い工作機械
の動作にとつて極めて重要な母型倣い用トレーサと加エ
工具との相対的位置関係を常に正確に所定の状態に保持
できるので、複雑な雄雌形状を有した金型等の加工物の
加工に当フつても高加工能率と高い加工精度を得ること
ができるのである。
As can be understood from the above description, according to the present invention, the present invention is not simply a scale in which a copying machine tool is equipped with an automatic tool changer to automatically change tools; The relative positional relationship between the extremely important tracer for copying the master mold and the processing tool can always be accurately maintained in a predetermined state, making it ideal for processing workpieces such as molds with complex male and female shapes. It is possible to obtain high machining efficiency and high machining accuracy.

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

図は本発明による自動工具交換装置付き倣い工作機械の
全体機構を示す機構図である。
The figure is a mechanical diagram showing the overall mechanism of a copying machine tool with an automatic tool changer according to the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 トレーサの母型倣いに従つて機械本体の工具主軸に
取付けられた加工工具に加工物倣い加工動作をおこなわ
せる倣い工作方法において、上記機械本体に取付けた自
動工具交換機構によつて工具交換時期に加工工具の工具
交換を自動的におこなうようにすると共に該加工工具の
工具データを予め設定し、かつ工具主軸に装着された加
工工具の工具径と上記トレーサ径との差異に対応して上
記トレーサの基準変位量を該工具交換時期に補正し、ま
たは工具主軸に装着された加工工具の工具長と上記トレ
ーサ長との差異に対応して上記工具と上記トレーサとの
相対長さ位置を該工具交換時期に補正し、工具交換毎に
工具寸法の補正をおこなうようにしたことを特徴とする
倣い工作機械の自動工具寸法補正方法。 2 倣い工作機械制御手段によつてトレーサの母型倣い
動作を制御することにより機械本体の工具主軸に加工物
倣い加工動作をおこなわせる倣い工作機械において、上
記機械本体に取付けられると共に1ないし複数の加工工
具と工具交換作動手段とを有した自動工具交換手段と、
工具交換時期に自動的に工具交換を起動指令する工具交
換制御手段と、上記各加工工具の工具径とトレーサ径と
の差異に対応して上記トレーサの基準変位量を補正すべ
く予め上記倣い工作機械制御手段へ基準変位補正量を設
定する工具径補正設定手段とを具備して構成され、自動
工具交換に伴い自動工具径補正をおこなうようにしたこ
とを特徴とする倣い工作機械の自動工具寸法補正装置。 3 特許請求の範囲第2項に記載の倣い工作機械の自動
工具寸法補正装置において、前記工具径補正設定手段は
前記倣い工作機械制御手段によるトレーサ変位検出出力
のゲインを可変調節するアナログ又はディジタル手段か
らなる倣い工作機械の自動工具寸法補正装置。4 特許
請求の範囲第3項に記載の倣い工作機械の自動工具寸法
補正装置において、前記アナログ手段からなる前記工具
径補正設定手段は、電気アナログ出力を手動調節するボ
リューム装置からなる倣い工作機械の自動工具寸法補正
装置。 5 倣い工作機械制御手段によつてトレーサの母型倣い
動作を制御することにより機械本体の工具主軸に加工物
倣い加工動作をおこなわせる倣い工作機械において、上
記機械本体に取付けられると共に1ないし複数の加工工
具と工具交換作動手段とを有した自動工具交換手段と、
工具交換時期に自動的に工具交換を起動指令する工具交
換制御手段と、上記各加工工具の工具長と上記トレーサ
の長さとの差異に対応して該加工工具と上記トレーサと
の相対長さ位置を一定に保持すべく予め工具長補正量を
設定する工具長補正設定手段と、上記工具長補正設定手
段に設定された上記各加工工具の工具長補正量に従つて
上記機械本体の工具主軸又は上記トレーサに対して上記
工具交換時期に補正動作を付与する補正動作作動手段と
を具備して構成され、自動工具交換に伴い自動工具長補
正を遂行させるようにしたことを特徴とする倣い工作機
械の自動工具寸法補正装置。 6 特許請求の範囲第5項に記載の倣い工作機械の自動
工具寸法補正装置において、上記補正動作作動手段は上
記機械本体の工具主軸を一定量ずつ上・下動させるモー
タ手段からなる倣い工作機械の自動工具寸法補正装置。 7 特許請求の範囲第5項に記載の倣い工作機械の自動
工具寸法補正装置において、上記補正動作作動手段は上
記トレーサを一定量ずつ上・下動させるモータ手段から
なる倣い工作機械の自動工具寸法補正装置。8 倣い工
作機械制御手段によつてトレーサの母型倣い動作を制御
することにより機械本体の工具主軸に加工物倣い加工動
作をおこなわせる倣い工作機械において、上記機械本体
に取付けられると共に1ないし複数の加工工具と工具交
換作動手段とを有した自動工具交換手段と、工具交換時
期に自動的に工具交換を起動指令する工具交換制御手段
と、上記各加工工具の工具径とトレーサ径との差異に対
応して上記トレーサの基準変位量を補正すべく予め上記
倣い工作機械制御手段へ基準変位補正量を設定する工具
径補正設定手段と、上記各加工工具の工具長と上記トレ
ーサの長さとの差異に応じて該加工工具と上記トレーサ
との相対長さ位置を一定に保持すべく予め工具長補正量
を設定する工具長補正設定手段と、上記工具長補正設定
手段に設定された上記各加工工具の工具長補正量に従つ
て上記機械本体の工具主軸又は上記トレー サに対して
上記工具交換時期に補正動作を付与する補正動作作動手
段とを具備して構成されることを特徴とする倣い工作機
械の自動工具寸法補正装置。
[Scope of Claims] 1. In a copying machining method in which a machining tool attached to a tool spindle of a machine body performs a workpiece copying machining operation in accordance with a master pattern copying of a tracer, an automatic tool change mechanism attached to the machine body is provided. The tool is automatically replaced at the tool change time, and the tool data of the processing tool is set in advance, and the tool diameter of the processing tool attached to the tool spindle and the tracer diameter are set in advance. In response to the difference, the reference displacement amount of the tracer is corrected at the tool change time, or in response to the difference between the tool length of the machining tool attached to the tool spindle and the tracer length, the difference between the tool and the tracer is adjusted. An automatic tool size correction method for a copying machine tool, characterized in that the relative length position is corrected at the time of tool exchange, and the tool dimensions are corrected every time the tool is replaced. 2. A copying machine tool that performs a workpiece copying operation on the tool spindle of the machine body by controlling the master pattern copying operation of the tracer by a copying machine tool control means, which is attached to the machine body and has one or more automatic tool change means having a processing tool and a tool change actuation means;
A tool change control means that automatically commands the start of tool change at the tool change time, and a tool change control means that automatically commands the start of tool change at the tool change time, and a tool change control means that performs the copying machining process in advance to correct the reference displacement amount of the tracer in accordance with the difference between the tool diameter of each of the machining tools and the tracer diameter. Automatic tool dimensioning for a copying machine tool, characterized in that the tool diameter correction setting means is configured to set a reference displacement correction amount to the machine control means, and the tool diameter correction is performed automatically in conjunction with automatic tool exchange. correction device. 3. In the automatic tool size correction device for a copying machine tool according to claim 2, the tool diameter correction setting means is an analog or digital means for variably adjusting the gain of the tracer displacement detection output by the copying machine tool control means. Automatic tool size correction device for copying machine tools consisting of: 4. In the automatic tool size correction device for a copying machine tool as set forth in claim 3, the tool diameter correction setting means consisting of the analog means comprises a volume device for manually adjusting an electrical analog output. Automatic tool size correction device. 5. A copying machine tool that performs a workpiece copying operation on a tool spindle of a machine body by controlling the master pattern copying operation of a tracer by a copying machine tool control means, which is attached to the machine body and has one or more automatic tool change means having a processing tool and a tool change actuation means;
A tool change control means for automatically instructing a start of tool change at the tool change time, and a relative length position between the machining tool and the tracer corresponding to the difference between the tool length of each of the machining tools and the length of the tracer. a tool length correction setting means for setting a tool length correction amount in advance in order to keep the tool length constant; A copying machine tool comprising a correction operation actuating means for applying a correction operation to the tracer at the tool exchange time, and configured to perform automatic tool length correction in conjunction with automatic tool exchange. Automatic tool size correction device. 6. In the automatic tool size correction device for a copying machine tool as set forth in claim 5, the correction operation actuating means comprises a motor means for moving the tool spindle of the machine body up and down by a fixed amount. Automatic tool size correction device. 7. In the automatic tool size correction device for a copying machine tool as set forth in claim 5, the correction operation actuating means comprises motor means for moving the tracer up and down by a fixed amount. correction device. 8. A copying machine tool that performs a workpiece copying operation on a tool spindle of a machine body by controlling the master pattern copying operation of a tracer by a copying machine tool control means, which is attached to the machine body and has one or more An automatic tool change means having a processing tool and a tool change operation means, a tool change control means for automatically instructing to start tool change at the tool change time, and a difference between the tool diameter and tracer diameter of each of the above-mentioned processing tools. A tool radius correction setting means for setting a reference displacement correction amount in advance to the copying machine tool control means in order to correspondingly correct the reference displacement amount of the tracer, and a difference between the tool length of each of the processing tools and the length of the tracer. a tool length correction setting means for setting a tool length correction amount in advance to maintain a constant relative length position between the processing tool and the tracer according to the above, and each of the processing tools set in the tool length correction setting means. and a correction operation activation means for applying a correction operation to the tool spindle of the machine body or the tracer at the tool exchange time according to the tool length correction amount. Automatic tool size correction device for machines.
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