JPS61164767A - 数値制御工作機械に於ける工具長の自動計測方法 - Google Patents

数値制御工作機械に於ける工具長の自動計測方法

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JPS61164767A
JPS61164767A JP297985A JP297985A JPS61164767A JP S61164767 A JPS61164767 A JP S61164767A JP 297985 A JP297985 A JP 297985A JP 297985 A JP297985 A JP 297985A JP S61164767 A JPS61164767 A JP S61164767A
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Masahiro Nakamura
正弘 中村
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Osaka Kiko Co Ltd
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    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (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】 主業上皇皿朋立肛 本発明は数値制御工作機械に於ける工具長の自動計測方
法に関するものであり、更に詳しくは、従来有効な自動
計測手段が確立されておらなかった大径工具の刃先長さ
の自動計測方法に関するものである。
従来9韮± マシニングセンタで代表される数値制御工作機械による
ワーク加工工程の省力化手段として、セル方式やフレキ
シブル・マニュファクチェアリング・システム(以下、
FMSと称呼)が知られている0例えばFMSは、ワー
クあるいは数値制御工作機械の負荷変動に対応し得る融
通性乃至は自己制御性を保持する目的で、メインコンピ
ュータに予めインプットされたワークの加ニブログラム
に従ってワークあるいは工具をFMSを構成する特定の
数値制御工作機械へ供給し、前記加ニブログラムに従っ
てワークの加工を実行するように構成されている。この
ような省力化手段を講することによって、大規模システ
ムによる無人化運転を効率良〈実施することができるが
、このような無人化システムに於いても実際問題として
、工具に付属するデータの入力方法には可成りの制約が
認められている0例えば、大径工具の刃先長さの自動計
測に関しては、これ迄実用的な計測手段が殆んど提案さ
れておらず、ワーク加工工程の省力化の促進に大きな障
害が認められていた。さらに詳しく説明すると、プログ
ラム指令によりワークを加工する数値制御工作機械に於
いては、ワーク加ニブログラムの作成を容易にするため
主軸に装着される工具の長さを何等かの方法で測定し該
測定値を補正番号に置き替えて数値制御装置に記憶させ
、ワーク加ニブログラム上では該補正番号によって工具
の長さを指定するようにしている。然しながら、例えば
FMSのように使用工具の数が膨大になって来ると、プ
リセッタ等による工具長の測定や測定値の数値制御装置
へのインプットに多大の労力を要し、システムの運転効
率を向上せしめる上に大きな制約が認められていた。こ
の改善策として、テーブル上に装着された計測台の基準
面に工具が接触したとき、工具の検知信号を発信するよ
うな機能を数値制御装置に付加し、該数値制御装置のユ
ーザ・マクロ機能などを利用して工具の刃先が前記計測
基準面に接触する迄の移動量から工具長を算出し、指定
された補正番号エリアに自動的にインプットする方法が
採用、されてきた、一方、工具の刃先と計測台との接触
を検知する手段としては、テーブル上に接点内蔵型のタ
ッチセンサとして機能する計測台を設置し、工具の刃先
が前記タッチセンサを押し下げたときの接点の開閉を利
用する方法、あるいは、電流検知機能を有するタッチセ
ンサによってテーブル上に載置された計測台と工具の刃
先との接触開始点を検知する方法などが使用されている
。然しなから、上記の如き公知のセンサによる工具長の
測定方法は、その測定原理から容易に理解し得る如く、
その用途がドリルなどの刃先が工具の中心にある工具に
限定されている。従って、例えば数値制御フライス盤用
のフライスのように刃が工具の中心になく、しかも個々
の刃先が必らずしも一定でない大径工具に対しては、手
動操作によって刃先の中心を計測台の中心に一致させ、
この後、前記タッチセンサによる工具長の計測ならびに
計測誤差の補正動作を開始する必要があり、全自動的な
態様で工具長の計測を行なうことは事実上不可能であっ
た。
遭゛1占 本発明の主要な目的は、在来の工具長の計測方法に認め
られた上記の如き制約を完全に解消することのできる数
値制御工作機械に於ける工具長の自動計測方法を提供す
ることにある。
本発明の他の主要な目的は、例えば数値制御フライス盤
のカッタなど刃が工具の中心になく、しかも刃先の長さ
に不均一性が認められる大径工具に対しても高い測定精
度を保証し得る数値制御工作機械に於ける工具長の自動
計測手段を提供することにある。
四 占  ° るための 斯かる目的に鑑みて本発明は、主軸に装着された工具(
1)に対して相対移動する計測台(2)を備えた数値制
御工作機械に於いて、前記工具(1)の長さを自動計測
するに際し、下記数式(1) (但し、θは有効計測角、dは計測台(2)の有効直径
、Dは工具の直径) で定義される有効計測角(θ)またはそれ以下の計測角
毎に前記工具(1)の直径(D)が画く円周に沿って計
測台(2)をステップ送りし、それぞれの計測点(Pn
 )毎に工具(1)を計測台(2)の計測基準面に接触
させて仮の工具長(Ln)を計測し、計測済みの前記円
周が工具(1)の中心(0)に対して形成する中心角(
α)が、360°/Z (但し、Zは工具(1)の刃数
)で表示される角度範囲よりも大きくなる計測虚名、前
記ステップ送り条件保持下の工具長の計測動作を繰返す
、数値制御工作機械に於ける工具長の自動計測方法を第
1の要旨とするものである。
また同様の観点から本発明は、主軸に装着された工具(
1)に対して相対移動する計涛殆(2)を備えた数値制
御工作機械に於いて、前記工具(1)の長さを自動計測
するに際し、下記数式(1) (但し、θは有効計測角、dは計測台(2)の有効直径
、Dは工具の直径) で定義される有効計測角(θ)またはそれ以下の計測角
毎に前記工具(1)の直径(D)が画く円周に沿って計
測台(2)をステップ送りし、それぞれの計測点(Pn
 )毎に工具(1)を計測台(2)の計測基準面に接触
させて仮の工具長(Ln )を計測し、計測済みの前記
円周が工具(1)の中心(0)に対して形成する中心角
(α)が360’/Z(但し、2は工具の刃数)で表示
される角度範囲よりも太き(なる計測虚名、前記ステッ
プ送り条件保持下の工具長の計測動作を繰返し、計測さ
れた複数個の仮の工具長(Ln )の内最大のもの(L
+wax)を第1の実工具長(Hl)として数値制御装
置にインプットした後、計測台(2)を前記第1の実工
具長(Hl)の計測点から工具直径(D)相当円の円周
方向に沿って360°/2に相当する角度だけ移動させ
て第2の実工具長(H2・)を計測し、次いで前記36
0 ’ / Zに相当する角度だけ計測点をずらせた計
測動作を(、Z −1)回だけ繰返す、数値制御工作機
械に於ける工具長の自動計測方法を第2の要旨とするも
のである。
爽立皿 第1図は本発明方法を例示する数値制御工作機械の主軸
に装着された工具とテーブル上に装着された計測台の正
面図ならびに仮の工具長の計測要領の説明図であり、第
2図は計測台上に於ける工具長の計測要領の説明図であ
る。
これらの図面に於いて本発明方法は下記の要領に従って
実行される。
■ 計測台(2)を数値制御工作機械、例えばNCフラ
イス盤のテーブル上に装着する。一方、該NCフライス
盤の主軸には、常法に従って工具(1)、例えばフライ
スを装着する。
■ 工具(1)の直径(D)が画く円周上に計測台(2
゛)の中心(O゛)を移動させ、先づ第1の計測点(P
l)に於いて工具(1)を前記計測台(2)の計測基準
面(2゛)に接触させ、計測点(Pl)に対応する第1
の仮の工具長(Lりを計測する。
■ このようにして計測された第1の仮の工具長くLl
)を、前記数値制御工作機械に連設された数値制御装置
に送出し、該数値制御装置内部のメモリに記憶させる。
■ 工具(1)と計測台(2)の計測基準面(2゛)と
が接触しない位置迄、主軸を引上げ、次いで計測台(2
)を工具(1)の直径(D)が画く円周に沿って前記第
1の計測点(Pl)から有効計測角(θ)またはそれ以
下の中心角の形成下に第2の計測点(P2)迄移動させ
る。
■ 第2の計測点(P2)に於いて、工具(1)を計測
台(2)の計測基準面(2゛)に接触させ、計測点(P
2)に対応する第2の仮の工具長(L2)を計測し、こ
のようにして計測された第2の仮の工具長(Lt)を、
前記数値制御装置に送出し、該数値制御装置内部のメモ
リに記憶させる。
■ 上記第1項乃至第v項に記載する仮の工具長(Ln
 >の計測動作を、計測済みの前記円周(PI Pn+
1 )が主軸ならびに工具(1)の中心(0)に対して
形成する中心角(α)が、360°/Z (但し、Zは
工具(1)の刃数)で表′示される角度範囲よりも大き
くなる第n番目の計測点(Pn)迄繰返し工具(1)の
刃先(1”)に少なくとも1回の計測機会を与え、斯く
して得られた複数個の仮の工具長(Ll)乃至(Ln 
)の内、最大の仮工具長(Lmax)を以って当該工具
(1)の実工具長(Hl)と見做す。
■ 本発明方法の実施に際し、工具(1)の刃先(1゛
)に長さのバラツキがあることが予測される場合には、
計測台(2)を前記第■項に於いて実工具長(Hl)を
表示しているものと判定された計測点(P’l )から
、工具直径(D)相当円の円周方向に沿って360 ”
 / Zに相当する角度だけ移動させ第2の計測点(P
’2 )に於いて前記同様の計測要領に従って第2の実
工具長(H2)を計測し、この値を数値制御装置に内蔵
されたメモリに記憶させる。
■ 上記360°/Zに相当する角度だけ計測点をずら
せた計測操作を(Z−1)回だけ繰返し、それぞれの計
測点くP′2乃至P’Z)に対応する(Z−1)個の実
工具長(H,乃至H2)を得る。
■ 前記第1項に記載した計測操作によって得られた(
Z−1)個の実工具長(H2乃至Hz)の計測データと
、第7項に記載した計測操作によって得られた1個の実
工具長(H+)の・計測データにより、工具(1)のす
べての刃先(1゛)について実工具長の測定が行なわれ
たことになる。従って、斯くして得られた2個の実工具
長(Hl乃至H2)の計測値の内、最大値と最小値との
差を以って工具(1)の刃先長さのバラツキと見做す、
一方、工具(1)の実長は、上記2個の実工具長の内、
最大のものを以って表示することができる。
また、別法として、2個の実工具長(Hl乃至Hz)の
計測値の平均値を以って当該工具(1)の工具長と見做
すこともできる。
X これらの計測値は常法に従って数値制御装置内部の
メモリに記憶される。斯くして、例えば工具(1)の刃
先(1°)の長さのバラツキ量を前記数値制御装置に予
め設定されている工具刃先の長さの許容バラツキ量と比
較することによって、計測されたバラツキ量が許容バラ
ツキ量を上廻った場合には、その工具を「刃先不良工具
」と判定し、数値制御装置からワーク加工の中止指令や
不良工具交換指令を発信させる。
上記計測操作及びその演算操作は、例えば数値制御装置
のユーザ・マクロ機能を用いて実行することができる。
このようにして数値制御装置に記憶された工具長に基い
て工具のオフセット量を算出し、予めワークの加ニブロ
グラムに指定されている補正番号エリアに工具長を自動
設定することができる。
又■坐班来 以上の説明に明らかな如く、本発明方法を採用すること
によって工具の長さや刃先寸法の長さのバラツキ等を全
自動的に計測することができる。更に本発明方法によれ
ば、ドリルなどの先端の尖った工具だけでなく、エンド
ミルのような刃が工具の中心になく、個々の刃先の長さ
が必らずしも一定でない大径工具に対しても良好な計測
精度を保証することができる。斯くして本発明方法は、
ワーク加工精度の向上、ならびに工具計測の自動化に対
し在来技術の水準を大幅に上進る改善を為し得るもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を例示する数値制御工作機械の主軸
に装着された工具とテーブル上に装着された計測台の正
面図ならびに仮の工具長の計測要領の説明図であり、第
2図は計測台上に於ける工具長の計測要領の説明図であ
る。 (1) −工具、(2) −計測台、(D)−・工具の
直径、(θ)−・有効計測角、(d ) −・計測台の
有効直径、(Pn)−・計測点、(0)−・工具の中心
、< z >−・工具の刃数、(α)−計測済みの工具
直径相当円の円周が工具の中心に対して形成する中心角
、(L)−仮の工具長、(H)−・実工具長。 特許出 願人 大阪機工株式会社 代    理    人  江  原  省  吾第2
rl!J

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)主軸に装着された工具に対して相対移動する計測
    台を備えた数値制御工作機械に於いて、前記工具の長さ
    を自動計測するに際し、下記数式(1) θ=2cos^−^1[1−(d^2/2D^2]―(
    1)(但し、θは有効計測角、Dは工具の直径、またd
    は計測台の有効直径) で定義される有効計測角(θ)またはそれ以下の計測角
    毎に前記工具の直径が画く円周に沿って計測台をステッ
    プ送りし、それぞれの計測点(Pn)毎に工具を計測台
    の計測基準面に接触させて仮の工具長を計測し、計測済
    みの前記円周が工具の中心に対して形成する中心角(α
    )が、360°/Z(Zは工具の刃数)で表示される角
    度範囲よりも大きくなる計測点迄、前記ステップ送り条
    件保持下の工具長の計測動作を繰返すことを特徴とする
    、数値制御工作機械に於ける工具長の自動計測方法。
  2. (2)主軸に装着された工具に対して相対移動する計測
    台を備えた数値制御工作機械に於いて、前記工具の長さ
    を自動計測するに際し、下記数式(1) θ=2cos^−^1[1−(d^2/2D^2)]―
    (1)(但し、θは有効計測角、Dは工具の直径、また
    dは計測台の有効直径) で定義される有効計測角(θ)またはそれ以下の計測角
    毎に前記工具の直径が画く円周に沿って計測台をステッ
    プ送りし、それぞれの計測点(Pn)毎に工具を計測台
    の計測基準面に接触させて仮の工具長を計測し、計測済
    みの前記円周が工具の中心に対して形成する中心角(α
    )が360°/Z(Zは工具の刃数)で表示される角度
    範囲よりも大きくなる計測点迄、前記ステップ送り条件
    保持下の工具長の計測動作を繰返し、計測された複数個
    の仮の工具長の内最大のものを第1の実工具長として数
    値制御装置にインプットした後、計測台を前記第1の実
    工具長の計測点から工具直径相当円の円周方向に沿って
    360°/Zに相当する角度だけ移動させて第2の実工
    具長を計測し、次いで前記360°/Zに相当する角度
    だけ計測点をずらせた計測動作を(Z−1)回だけ繰返
    すことを特徴とする、数値制御工作機械に於ける工具長
    の自動計測方法。
JP297985A 1985-01-10 1985-01-10 数値制御工作機械に於ける工具長の自動計測方法 Granted JPS61164767A (ja)

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JPS61164767A true JPS61164767A (ja) 1986-07-25
JPH0536185B2 JPH0536185B2 (ja) 1993-05-28

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6416353A (en) * 1987-07-10 1989-01-19 Citizen Watch Co Ltd Tool length measuring method
US7063528B2 (en) 2003-10-23 2006-06-20 Durr Systems Inc. Radiant tube and convection oven
WO2007085419A1 (de) * 2006-01-25 2007-08-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zur prüfung von eigenschaften eines werkzeugelements

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WO2007085419A1 (de) * 2006-01-25 2007-08-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zur prüfung von eigenschaften eines werkzeugelements

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JPH0536185B2 (ja) 1993-05-28

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