JPS61213712A

JPS61213712A - 複数刃物台の計測装置

Info

Publication number: JPS61213712A
Application number: JP5707585A
Authority: JP
Inventors: Hidemi Tamura; 秀美田村; Tokuyasu Akai; 赤井　徳安; Masahito Okuyama; 奥山　昌仁
Original assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Current assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Priority date: 1985-03-20
Filing date: 1985-03-20
Publication date: 1986-09-22
Also published as: JPH056847B2

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】（１）産業上の利用分野本発明は工作機械特に複数刃物台を有したＮＣ旋盤でワ
ークを複数の刃物台に取付けた工具により旋削加工例え
ばワークの端面加工（以下胴中加工という）した後、一
方の刃物台に取付けたタッチセンサで計測し、その計測
データを他方の刃物台の加工用補正データとしてデータ
転送することを可能とした複数刃物台の計測装置に関す
る。

（２）従来の技術従来、工作機械特に複数刃物台を有したＮＣ旋盤で、ワ
ークの胴中加工を複数の刃物台に取付けた工具により施
すことは知られている。

乙かも、そのワークの胴中加工をした後、ワークの胴中
を計測する際は、夫々間々の刃物台に取付けたタッチセ
ンサにより計測し、さらにその計測データにより工具の
補正量を補正していた。

（３）発明が解決しようとする問題点しかしながら、上述の計測手段では、タッチセンサを複
数設置しなければならず、不経済である。

また、単にタッチセンサを一つにして計測した場合には
、個々の刃物台の加ニブログラムデータに対し計測した
時点で工具補正量を作業者が相互の関連を考慮して補正
入力する必要があり、非常に手間がかかりミスも多くさ
らにそれ相当の時間を要するため、非能率であった。

（４）目的本発明の目的は上記事情に鑑み、問題を解決するために
提案されたものであって、相互の補正データの送受信機
能を備えることにより計測時の手間と時間を省き、計測
の能率を向上せしめるようにした複数刃物台の計測装置
を提供することにある。

（５）問題点を解決するための手段と作用本発明は上記
の目的を達成するために、ワークを加工するため直交す
る２平面内を移動可能な複数刃物台と、該複数のうち一
方の刃物台に取付けた計測手段と、該計測手段の信号で
、刃物台の移動量を検知する位置検知手段と、ワークの
加工箇所基準値およびその公差を設定する入力手段と、
前記計測手段で、ワークの加工箇所を計測し、計測デー
タ記憶する記憶手段と、該記憶手段からの計測データに
より座標系設定データを求める座標系設定データ演算手
段と、該座標系設定データ演算手段から算出された座標
系シフト量を他方の刃物台の座標系シフト量として転送
する第１のデータ転送手段と、前記記憶手段からの計測
データにより工具補正量を求める工具補正量演算手段と
、該工具補正量演算手段から算出された工具補正量を他
方の刃物台の工具補正量として転送する第２のデータ転
送手段と、前記座標系シフト量および工具補正量と前記
入力手段で設定された公差とを比較する比較手段とから
なり、本発明の計測装置で計測すると、計測時の手間と
時間が従来よりも相当短縮され、さらに計測の能率を向
上せしめる。

（６）実施例以下、本発明の一実施態様を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明に通用される複数刃物台を有したＮＣ旋
盤の正面図、第２図は第１図の１矢視側面図である。

第１図および第２図において、水平ベッド１上の左側に
主軸台２が載置され、該主軸台２には主軸３が軸着され
ている。該主軸３にはワークＷを把持するチャック４が
取付けられている。

主軸３はモータ５により、該モータ５に軸着されたブー
Ｉノー６、ベルト７並びに主軸３の後部に軸着されたプ
ーリー８を介して所定の回転数で、回転される。

水平ベッド１上にはスラントベッド９が載置され、さら
に該スラントベッド９上の右側には心押し台１０が載置
され、Ｘ軸方向に移動される。

心押し台１０の前面には心押し軸１２が挿着され、該心
押し軸１２にはセンタ１３が取付けられ、ワークＷを端
面中心を押し付ける。

スラントベッド１０の後部上には右側サドル１４と左側
サドル１５が載置され、夫々サーボモータ１６．１７に
よりＸ軸方向に移動される。

右側サドル１４上にはクロススライド１８、左側サドル
１５上にはクロススライド１９が載置され、該クロスス
ライド１８．１９の夫々には右刃物台２０、左刃物台２
１が載置される。右刃物台２０および左刃物台２１は夫
々サーボモータ２２および２３によりＸ軸方向に移動さ
れる。

右刃物台２０および左刃物台２１の夫々の前面にはタレ
ット２４および２５が軸着され、回路の駆動装置にり旋
回割出しされる。

タレット２４および２５には複数の工具２６が放射状に
取付けられ、さらに計測装置である振込み式のタッチセ
ンサ２７が右刃物台２ｏに取付けられている。なお、右
刃物台２０および左刃物台２１は夫々、単独の加ニブロ
グラムを有している。

主軸３の先端に取付けられたチャック４でワークＷを把
持し、心押し軸１２の前面に取付けたセンタ１３でワー
クＷの端面を押し付け、モータ５により主軸３を回転せ
しめてワークＷは回転される。右刃物台２０．左刃物台
２１のタレット２４、２５に取付けられた工具２６で所
定の胴中加工の旋削が施される。

ワークＷの胴中加工を施し、さらに本発明の計測手段で
計測する原理を第３図に基づいて説明する。

第３図において、主軸台２の前面に軸承された主軸３に
取付けられたチャック４でワークＷを把持し、ワークＷ
の他端面ば心押し軸１２に取付けられたセンタ１３で押
し付けられる。

右刃物台２０のタレット２４に取付けられた工具２Ｇを
Ｘ、Ｚ軸方向に移動せしめて、ワークＷの端面部Ｗｚｏ
とＷｚ＋の旋削加工を予め組込んだ加ニブログラムによ
り施す。また、左刃物台２１のタレット２５に取付けら
れた工具２６をＸ。

Ｚ軸方向に移動せしめて、ワークＷの端面部ＷＺ２の旋
削加工を予め組込んだ加ニブログラムにより施す。

ワークＷの端面部であるＷｚｏ、ＷｚｌおよびＷ２２を
夫々右刃物台および左刃物台のタレットに取付けられた
工具で旋削加工を施した後、右刃物台のタレットに取付
けられたタッチセンサ２７を振り込んで、まず、ワーク
Ｗの端面部Ｗｚ。

（プログラム原点Ｑｐｒ）にタッチセンサ２７を接触せ
しめて右刃物台２０の機械原点Ｑｍｒからの距離Ｚｏｒ
を計測する。この距離Ｚｏｒは座標系設定データとなる
。前もってワークＷの端面部Ｗｚｏにおける座標系設定
値Ｚｏｒ’が入力されているので、その差値である△Ｚ
ｏｒは１．△Ｚｏｒ＝　Ｚｏ　−Ｚｏｒ’となる。また
、ワークＷの端面部Ｗｚｏにおける前回の座標系設定値
Ｚｏｒ’の公差値△Ｚｏも前もって入力されているから
、これらの公差値ΔＺｏｒとΔＺｏとを比較し、ΔＺｏ
ｒ＞へＺｏの場合には、公差範囲外となるので、原点公
差不良としてフィードバックされる。△Ｚｏｒ≦△Ｚｏ
の場合には公差範囲内となるので、△Ｚｏｒ分だけ座標
系設定データをシフトさせる。また、この場合には左刃
物台２１に取付けた工具２６で端面部ＷＺ２を旋削加工
しており、しかも、端面部ＷＺ２の計測は右刃物台２０
のタレット２４に取付けたタッチセンサ２７で行なう。

従って、右刃物台２０の座標系設定データを△Ｚｏｒ分
だけシフトしているので、左刃物台２１の座標系設定デ
ータもそのΔＺｏｒ分だけシフトする必要がある。すな
わち、左刃物台２１の機械原点を□ｍｌ！とし、機械原
点□ｍｌｌからワークＷの端面部ＷＺ３（プログラム原
点６ｐｌ）までの距離をＺＯｌは前回の座標系設定値を
Ｚｏｌ’とすれば、シフトされた座標系設定値はＺｏｌ
ｌ＝Ｚｏ１’　＋Ｚｏｒとなる。

ワークＷの端面部ＷＺＯを△Ｚｏｒだけシフトし、この
位置をプログラム原点Ｏｐ１とし、タッチセンサ２７は
、胴部Ｗｚ１および胴部ＷＺ２のワーク座標系における
位置データＺ１およびＺ２を計測する。

また、ワークＷの胴部ＷＺＩ、ＷＺ２におけるプログラ
ム原点５ｐｒからのプログラム上の座標値と、その公差
値は前もって設定し、Ｚｌｏ、Ｚ　２０および△Ｚｏｏ
、△Ｚ２０を入力しである。

計測値Ｚｌ、Ｚ２とプログラム上の座標値７．　ｔｏ　
。

Ｚ２０との差値△Ｚ＋、△Ｚ２は、 △Ｚｌ＝Ｚｌ　　−２１０ ΔＺ２＝２２−２２０となる。而してこれらの△Ｚ１、ΔＺ２が夫々の公差値
ΔＺＩＱ、ｚ２０と比較し、△７．！＞△７．　ｒｏ　
。

△Ｚ２＞△Ｚ２０であればアラーム信号を出し、不良フ
ラグをたてる。また△Ｚ１≦△Ｚ１０．ΔＺ２≦△Ｚ２
０であれば、公差ＯＫのフラグをたてる。

△Ｚ１は右刃物台２０の加工データに対し工具補正を動
作せしめるようにする。また△Ｚ２は、右刃物台２０か
らデータセット信号を発して転送し、左刃物台２１にデ
ータセット待ち信号で受は取って、左刃物台２１の加工
データに対し、工具補正を動作せしめるようにする。

次に、本発明の主要部である計測手段を第４図の制御ブ
ロック図に基づいて説明する。第４図において、右刃物
台２０の加ニブログラムデータがＣＰＵ１００に入力さ
れ、右刃物台２０のＲ加ニブログラム・メモリ１０３に
一時格納されて記憶される。またタッチセンサ２７の計
測動作プログラムデータは、計測動作プログラム・メモ
リ１０４に一時格納されて記憶される。加工すべきワー
クＷの端面部Ｗｚｏの前回の座標系設定データＺｏｒ’
がメモリ１０７に記憶されている。胴部Ｗｚｌの第１プ
ログラム座標値２１０および胴部ＷＺ２の第２プログラ
ム座標値ｚ２ｏ、さらに夫々の公差値である原点公差値
へＺｏ、第１プログラム公差値△ｚ１０．および第２プ
ログラム公差値△Ｚ２０は夫々画面付キーボード１０１
からその入力回路１０１ａを介して夫々のメモリ１０８
．１０９．１１０．１１１および１１２に一旦記憶され
る。

さらに、送出する位置送出手段１０２から右刃物台２０
の移動に応じた機械原点からの現在値Ｚ１１をメモリ１
１３およびプログラム原点５ｐｒからのワーク座標系現
在値Ｚｗをメモリ１１４に常時取り込む。

右刃物台２０のＲ加ニブログラム・メモリ１０３からＲ
プログラムセットデータ１１５を受けると左刃物台２１
のセット回路１５２に転送され、Ｌプログラム待ちデー
タ１５４が入力されていれば、該セット回路１５２によ
りＬ加ニブログラム・メモリ１５０に入っているし加ニ
ブログラムデータが始動し、左刃物台２１は作動する。

Ｌ加ニブログラム・メモリ１５０からＬ加ニブログラム
セットデータ１５３を受けると、右刃物台２０のセット
回路１０６に転送され、Ｒプログラム待ちデータ１１５
が入力されていれば、該セフ）回路１０６により右前ニ
ブログラム・メモリ１０３に入っている右前ニブログラ
ムデータが始動し右刃物台２０は作動する。従って、Ｒ
加ニブログラムとＬ加ニブログラムの始動は、相互の連
動によって行われる。

まず、タッチセンサ２７をワークＷの端面部Ｗｚｏに当
てることにより、Ｗｚｏタッチ信号を発し、此のＷｚｏ
タッチ信号で機械座標系現在値Ｚ−のメモリ１１３に取
り込まれている現在値Ｚｍはアンド・ゲート１１７を通
過し、原点座標値Ｚｏｒとしてメモリ１１８に記憶され
る。

すでにメモリ１０７に記憶されている前回の座標系設定
データＺｏｒ’とメモリ１１８に記憶された原点座標値
Ｚｏが演算部１１９で△Ｚｏｒ＝　Ｚｏ　−Ｚｏｒ’の
演算処理を行う。演算部１１９で演算処理された△Ｚｏ
ｒとメモリ１１０に記憶さている原点公差値△ＺＯを比
較器１２０および１２１に取り込み、比較器１２０で△
Ｚｏｒ≦△Ｚｏの比較判断が行われ、比較器１２１では
、ΔＺｏｒ＞へＺｏの比較判断が行われる。

ΔＺｏｒ＞△Ｚｏｒの判断がなされると、公差範囲外と
してアラーム信号を出力し原点公差不良フラグがたてら
れる。

比較器１２０で△Ｚｏｒ≦△Ｚｏの条件を満たすとその
ビット信号により、演算部１１９からの△Ｚｏｒはアン
ド・ゲート１２２を通過しデータセット信号によりアン
ド・ゲート１２４を通過して、左刃物台２１の制御側へ
データ送信し、アンド・ゲート１５０に入力される。

演算部１１９で演算処理された△Ｚｏｒは、メモリ１０
７に記憶されている前回の座標系設定データＺｏｒ’と
共に演算部１２５に取り込み、Ｚｏｒ−Ｚｏｒ’＋ΔＺ
ｏの演算処理を行って、その値を再度座標系設定データ
・メモリ１０７に代入し設定する。すなわち、座標系設
定をＺｏｒ’からＺｏｒに△Ｚｏｒ分シフトする。

座標系設定データをＺｏｒ”からＺｏｒに△Ｚｏｒ分シ
フトした後、メモリ１１４に記憶されているワーク座標
系現在値Ｚｗは、ワークＷの胴部ＷＺ１にタッチセンサ
２７をあてることにより、アンド・ゲート１２６を通過
し、第１計測点座標値Ｚ１としてメモリ１２７に記憶さ
せる。

メモリ１２７に記憶された第１計測点座標値Ｚとメモリ
１０８に記憶されている第１プログラム座標値２１Ｇと
が演算部１２８に取り込まれ、Δ７，１＝７．１−Ｚｌ
［ｌの演算処理が行われ、そのΔＺＩの値とメモリ１１
１に記憶されている第１プログラム公差値△Ｚｌｌ＋と
共に比較器１２９．１３０に取り込む。比較器１２９で
Δｚ１≦Δ７．　ｓｏの比較判断がなされ、ΔＺ１≦△
Ｚ１０の条件を満たしていると、第１計測点公差ＯＫの
フラグをたてる。また、そのビット信号により演算部１
２８からの△Ｚ１がアンド・ゲート１３１を通過し、該
当するＲ工具光のＲ工具補正値としてＲ工具補正データ
メモリ１０５に記憶される。

△Ｚｌ＞７１０の条件となった時、比較器１３０からア
ラーム信号を発すると共に、第１計測点不良フラグを立
てる。

次に、メモリ１１４に記憶されているワーク座標系現在
値ＺＷは、ワークＷの胴部Ｗ２２にタッチセンサ２７を
あてることにより、アンド・ゲート１３２を通過し、第
２計測点座標値ｚ２としてメモリ１３３に記憶される。

該メモリ１３３に記憶された第２計測点座標値ｚ２とメ
モリ１０９に記憶されている第２プログラム座標値Ｚ２
ｆｌとを演算部１３４に取り込ませる。

演算部１３４で△Ｚ２＝Ｚ２−２２０（７）演算処理ヲ
行い、その値へ２２と、メモリ１１２に記憶されている
第２プログラム公差値へ２２０とが比較器１３５および
比較器１３６に取り込む。比較器１３５でΔｚ２≦７．
２０．比較器１３６でΔＺ２＞Ｚ２０の比較判断がなさ
れ、△ｚ２≦２２０の条件を満たしていると、第２計測
点公差ＯＫフラグをたてる。また、そのビット信号によ
り演算部１３４からのΔＺ２がアンド・ゲート１３７を
通過し、第２計測点公差ＯＫのフラグを立てると共に、
データセット信号Ｓ２によりアンド・ゲート１３８が開
くと、左刃物台２１例の制御部のアンド・ゲート１５８
へデータを送信する。

ΔＺ２＞２２０として比較判別されると、アラーム信号
を発すると共に、第２計測点不良フラグを立てる。

上述した右刃物台２０側制御部のアンド・ゲート１２４
により△Ｚｏｒが左刃物台２１側の制御部のアンド・ゲ
ート１５５へ転送され、データ待ち信号Ｗｏを受けると
、アンド・ゲート１１５が開き、演算部１５６にメモリ
１５７に記憶されている前回の座標系設定データＺｏｊ
！’と共に取り込む。演算部１５６、では、７．ｏｌｌ
＝Ｚｏｌ’＋△Ｚｏｒの演算処理がなされ、その演算処
理されたＺｏｌが座標系設定データ・メモ１月５７に代
入され、座標系設定がＺｏｌ’からＺｏｌにΔＺｏｒ分
シフトされる。

また、右刃物台２０制御部のアンド・ゲート１３８から
△Ｚ２が左刃物台２１の制御部のアンド・ゲ−）１５８
に転送され、データ待ち信号Ｗ２を受けるとアンド・ゲ
ート１５８が開き、ΔＺ２が通過し、工具補正値メモリ
１５９に代入され、該当するＬ工具魚における工具補正
値として、Ｌ工具補正データ・メモリ１５１に一旦記憶
される。

上述の説明はＺ座標系に付いて説明したが、Ｘ座標系に
ついても同様に行うことができる。

従って、本発明は右刃物台２０のタッチセンサ２７で計
測し、その計測データを左刃物台２１の制御部へデータ
を転送しデータ処理するようにしたことが最大の特徴で
ある。

次に、本発明の動作を第５図のフローチャートをもとに
して説明する。

第５図において、右刃物台２０と左刃物台２１の加ニブ
ログラムを同時にスタートさせる。右刃物台２０の加ニ
ブログラムデータにより動作を開始し、第０段で、計測
動作であるかどうかを判断する。第０段で計測ではない
場合はリターンさせる。第０段で計測動作であると判断
されると、第０段で計測プローブのタッチセンサ２７を
振込む。

第０段で位置送出手段１０２によりＺ軸の座標系設定動
作を開始せしめる。この第０段で演算部１１９゜１２５
で演算処理しシフト量△Ｚｏｒをもとめる。

第０段で比較器１２０．１２１によりシフト量△Ｚｏｒ
が公差内に入っているかどうか判断し、公差の範囲外で
あれば第０段で原点公差の不良フラグを立てて終了する
。公差の範囲内であれば第０段に進み、シフト量△Ｚｏ
ｒのデータ転送処理を行う。左刃物台２１の加工制御部
は右刃物台２０の制御部で第■〜第■段の処理をしてい
る間は、第０段としてデータ待ち合わせ信号を発してい
る。その為、第０段のへＺｏｒのデータ転送により、第
■でシフト量△Ｚｏｒのデータを受は取り、第０段でＺ
軸の座標系設定をＺｏ１’から７．ｏｉｌへ演算部１５
６の演算処理で△Ｚｏｒ分シフトする。その後は、第［
相］段で、データ待ち合わせ（△Ｚ２）の信号を発し、
右刃物台２０の制御部からデータ転送されてくるのを待
つ。

右刃物台２０の制御部は、第０段から第０段に進み、Ｚ
軸の座標系設定をＺｏｒ′からＺｏｒへ演算部１２５の
演算処理で△Ｚｏｒ分シフトする。

第０段でワークＷの胴部ＷＺＩ、Ｗ２２であるＺ巾（Ｚ
ｌ、Ｚ２）の計測をタッチセンサ２７で行う。第０段で
、演算部１２８．１３４により演算処理し、第０段で、
△Ｚ１が公差の範囲内であるかどうか比較器１２９，１
３０で比較判断する。△Ｚｌの値が公差値の範囲外であ
れば、第０段で第１計測点（Ｗｚ＋）の公差不良フラグ
をたてる。

△Ｚ１の値が公差値の範囲内であれば、第［相］段で第
１計測点公差ＯＫのフラグを立てると共に、△Ｚ１を該
当するＲ工具隘の工具補正値として出力する。

第０段で△Ｚ２が公差の範囲内であるかどうか比較器１
３５．１３６で比較判断する。△Ｚ２の値が公差値の範
囲外であれば、第［相］段で第２計測点（ＷＺ２）の公
差不良フラグをたてる。ΔＺ２の値が公差値の範囲内で
あれば、第［相］段で第２計測点公差ＯＫのフラグを立
てる。

第［相］段で工具補正値（△Ｚ２）のデータを左刃物台
２１の制御部へ転送処理し、右刃物台２０の制御は終了
する。

左刃物台２１の制御部は第［相］段でデータ待ち合わせ
（△Ｚ２）の信号が発せられているので、左刃物台２１
の制御部からの工具補正値（ΔＺ２）を第０段で受は取
り、次いでメモリ１５９で該当擦る磁の工具補正値とし
て代入し、Ｌ工具補正データ・メモリ１５１に記憶させ
て終了する。

上記の動作を繰り返すことによって各ワークＷの計測処
理が行われる。

（７）効果本発明は複数の刃物台で旋削加工を施し、計測は一方の
刃物台のタレットに取付けた計測手段のタッチセンサで
行い、その計測結果に座標系設定データ、および工具補
正値を一方の刃物台制御部から他方の刃物台制御部へデ
ータ転送するようにしたので、計測時の手間と時間が大
巾に短縮されると共に、各刃物台における工具補正値が
自動処理されるので、所定のワーク加工が自動的に無駄
なく施される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に適用される複数刃物台を有したＮＣ旋
盤の正面図、第２図は第１図のＩ矢視側面図である。第３図はワークＷの胴中加工を施し、本発明の計測手段
で計測する原理図である。第４図は本発明の計測手段を
説明する構成ブロック図である。第５図は本発明の計測手段の動作を説明するフローチャ
ート図である。２・・・・・・主軸台　　　　３・・・・・・主軸１０
・・・心押し台　　　１２・・・心押し軸２０・・・右
刃物台　　　２１・・・左刃物台２４．２５・・・タレ
ット　　２６・・・工具２７・・・タッチセンサ１００・・・ＣＰ　Ｕ　　　　　１０１・・・画面付キ
ーボード１０２・・・位置送出装置　１０３・・・Ｒ加
ニブログラム・メモリ

Claims

【特許請求の範囲】

ワークを加工するため直交する２平面内を移動可能な複
数刃物台と、該複数刃物台のうち一方の刃物台に取付け
た計測手段と、該計測手段の信号で刃物台の移動量を検
知する位置検知手段と、ワークの加工箇所の基準値およ
びその公差を設定する入力手段と、前記計測手段でワー
クの加工箇所を計測し計測データを記憶する記憶手段と
、該記憶手段からの計測データにより座標系設定データ
を求める座礁系設定データ演算手段と、該座標系設定デ
ータ演算手段から算出された座標系シフト量を他方の刃
物台の座標系シフト量として転送する第１のデータ転送
手段と、前記記憶手段からの計測データにより工具補正
量を求める工具補正量演算手段と、該工具補正量演算手
段から算出された工具補正量を他方の刃物台の工具補正
量として転送する第２のデータ転送手段と、前記座標系
シフト量および工具補正量と前記入力手段で設定された
公差とを比較する比較手段とからなることを特徴とする
複数刃物台の計測装置。