JPS6219981B2 - - Google Patents
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- JPS6219981B2 JPS6219981B2 JP56064477A JP6447781A JPS6219981B2 JP S6219981 B2 JPS6219981 B2 JP S6219981B2 JP 56064477 A JP56064477 A JP 56064477A JP 6447781 A JP6447781 A JP 6447781A JP S6219981 B2 JPS6219981 B2 JP S6219981B2
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 30
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 28
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/401—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes
- G05B19/4015—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes going to a reference at the beginning of machine cycle, e.g. for calibration
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49169—Compensation for temperature, bending of tool
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
- G05B2219/50031—Zero setting, go to reference with gauge
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、工作機械の主軸頭、アタツチメント
に計測ヘツドを装着し、基準ブロツク等および加
工物を自動計測することによつて機械およびアタ
ツチメントの熱変位、割出し誤差等の変位を正確
かつ確実に補正する方法に関する。
に計測ヘツドを装着し、基準ブロツク等および加
工物を自動計測することによつて機械およびアタ
ツチメントの熱変位、割出し誤差等の変位を正確
かつ確実に補正する方法に関する。
従来では連続切削の前に試切削を行い、マイク
ロメータ等で実際の仕上り寸法を計測して、プロ
グラム位置とこの計測値との差をNC装置に与え
補正をしていたので作業能率が悪かつた。
ロメータ等で実際の仕上り寸法を計測して、プロ
グラム位置とこの計測値との差をNC装置に与え
補正をしていたので作業能率が悪かつた。
そこで、本発明方法は、図面、特に第１，２，
３図の如く、主軸頭Ａおよび該主軸頭に90゜ごと
の四方向割出可能でかつ着脱自在に取付けられる
アタツチメントＢの主軸に装着された切削工具Ｅ
により加工可能な工作機械において、前記工具と
同様に自動工具交換装置Ｃで自動着脱が可能でか
つＸ、Ｙ、Ｚ軸座標値が計測可能なプローブ１ａ
付計測ヘツド１を設け、該計測ヘツド１を主軸頭
Ａに装着した一方向の計測と、前記計測ヘツドを
アタツチメントＢの主軸に装着した四方向の計測
とを用いて、基準ブロツクＤ、基準穴、基準ピン
等の加工基準を自動計測し、この計測値に基いて
工作機械の加工誤差を補正するものである。
３図の如く、主軸頭Ａおよび該主軸頭に90゜ごと
の四方向割出可能でかつ着脱自在に取付けられる
アタツチメントＢの主軸に装着された切削工具Ｅ
により加工可能な工作機械において、前記工具と
同様に自動工具交換装置Ｃで自動着脱が可能でか
つＸ、Ｙ、Ｚ軸座標値が計測可能なプローブ１ａ
付計測ヘツド１を設け、該計測ヘツド１を主軸頭
Ａに装着した一方向の計測と、前記計測ヘツドを
アタツチメントＢの主軸に装着した四方向の計測
とを用いて、基準ブロツクＤ、基準穴、基準ピン
等の加工基準を自動計測し、この計測値に基いて
工作機械の加工誤差を補正するものである。
なお、図面の実施例において、計測ヘツド１に
は、第２，３，７図の如く、切削工具Ｅ用アダプ
ターと同様のアダプターＦが設けられ、工具Ｅと
同様に、主軸頭ＡおよびアタツチメントＢの主軸
と、工具マガジンＧの収納器Ｈとの間に通常の公
知構造の工具交換装置Ｃにより自動交換可能とさ
れる。C′は交換アームである。そして第４図の
如く主軸頭Ａおよび90゜毎の回動が可能なアタツ
チメントＢの主軸に装着された計測ヘツド１のプ
ローブ１ａにて、基準ブロツクＤのＸ、Ｙ、Ｚ各
座標値を計測し、この点をプログラムの原点とす
ることによつて、NC工作機械のラム主軸頭Ａ、
アタツチメントＢ等の熱変位が正確かつ確実に検
出される。また、計測プローブ１ａが基準ブロツ
クＤに接触すると、計測ヘツド１内の120゜ピツ
チで配された三個のスイツチを有する周知構造の
スイツチング機構の一ないし三個のスイツチが瞬
時に開となるから、周知構造の送信装置２より
f1KHzのパルス電圧が発振出力され、これがその
送信用センサ３で光（赤外線等）に変換され送信
される。第７図の如く、送信装置２のケース２ａ
はヘツド１に固定され、その電気回路の電源バツ
テリイはリミツトスイツチ１３のレバー１３ａが
主軸頭ＡおよびアタツチメントＢの端縁により押
されたときのみオンされる構造とされている。第
１図において、センサ３から出た送信光は、アタ
ツチメント側のフアイバ取付治具４に取付けられ
たフアイバースコープ５に送信される。該スコー
プ５により導かれた光はフアイバー取付治具７を
介し受信用センサ８〜１１により受光され光が電
気信号に変換され、主軸頭Ａ内の周知構造の受信
装置１２により受信される。受信装置１２では送
信された光に対応する電気信号と、外乱ノイズの
要因となる自然光、白熱灯、螢光灯等の光に対応
する電気信号との弁別が行なわれ、f1KHzの電気
信号のみを抽出する検波機能が備えられている。
またラム主軸頭Ａに対し、アタツチメントＢは90
゜ごとの四方向割出しが行われるため、第８，９
図の如く受信センサ８，９，１０，１１は四個設
けられている。なお、前記部品３，４，７〜１１
には外部からの油、塵、切粉等で光伝送が妨害さ
れないような機構が具備されている。なお、第９
図において、アタツチメントＢの突片１４ａは主
軸頭Ａの係合片１４ｂに係合しているが、アタツ
チメントＢを45゜回動すれば係合を離脱して取外
し得る。
は、第２，３，７図の如く、切削工具Ｅ用アダプ
ターと同様のアダプターＦが設けられ、工具Ｅと
同様に、主軸頭ＡおよびアタツチメントＢの主軸
と、工具マガジンＧの収納器Ｈとの間に通常の公
知構造の工具交換装置Ｃにより自動交換可能とさ
れる。C′は交換アームである。そして第４図の
如く主軸頭Ａおよび90゜毎の回動が可能なアタツ
チメントＢの主軸に装着された計測ヘツド１のプ
ローブ１ａにて、基準ブロツクＤのＸ、Ｙ、Ｚ各
座標値を計測し、この点をプログラムの原点とす
ることによつて、NC工作機械のラム主軸頭Ａ、
アタツチメントＢ等の熱変位が正確かつ確実に検
出される。また、計測プローブ１ａが基準ブロツ
クＤに接触すると、計測ヘツド１内の120゜ピツ
チで配された三個のスイツチを有する周知構造の
スイツチング機構の一ないし三個のスイツチが瞬
時に開となるから、周知構造の送信装置２より
f1KHzのパルス電圧が発振出力され、これがその
送信用センサ３で光（赤外線等）に変換され送信
される。第７図の如く、送信装置２のケース２ａ
はヘツド１に固定され、その電気回路の電源バツ
テリイはリミツトスイツチ１３のレバー１３ａが
主軸頭ＡおよびアタツチメントＢの端縁により押
されたときのみオンされる構造とされている。第
１図において、センサ３から出た送信光は、アタ
ツチメント側のフアイバ取付治具４に取付けられ
たフアイバースコープ５に送信される。該スコー
プ５により導かれた光はフアイバー取付治具７を
介し受信用センサ８〜１１により受光され光が電
気信号に変換され、主軸頭Ａ内の周知構造の受信
装置１２により受信される。受信装置１２では送
信された光に対応する電気信号と、外乱ノイズの
要因となる自然光、白熱灯、螢光灯等の光に対応
する電気信号との弁別が行なわれ、f1KHzの電気
信号のみを抽出する検波機能が備えられている。
またラム主軸頭Ａに対し、アタツチメントＢは90
゜ごとの四方向割出しが行われるため、第８，９
図の如く受信センサ８，９，１０，１１は四個設
けられている。なお、前記部品３，４，７〜１１
には外部からの油、塵、切粉等で光伝送が妨害さ
れないような機構が具備されている。なお、第９
図において、アタツチメントＢの突片１４ａは主
軸頭Ａの係合片１４ｂに係合しているが、アタツ
チメントＢを45゜回動すれば係合を離脱して取外
し得る。
上記のように計測プローブ１ａより発した接触
信号は受信装置１２を介してほとんど時間遅れな
くデータ処理装置Ｊに送られる。データ処理装置
Ｊはこの信号のタイミングでＸ、Ｙ、Ｚの各計測
基準スケールSX，SY，SZの座標値を読み取る。
基準ブロツクＤはＸ、Ｙ、Ｚの三方向より測定さ
れ、ラム主軸頭Ａ、アタツチメントＢ等に熱変位
があれば、熱変位前後で測定された基準ブロツク
Ｄの原点座標に熱変位に相当した量のズレを生じ
る。この量をNC装置Ｋへ座標系のシフト量とし
てＸ、Ｙ、Ｚ軸の軸送りモータMX，MY，MZへ
指令することにより熱変位等の自動補正がなされ
る。
信号は受信装置１２を介してほとんど時間遅れな
くデータ処理装置Ｊに送られる。データ処理装置
Ｊはこの信号のタイミングでＸ、Ｙ、Ｚの各計測
基準スケールSX，SY，SZの座標値を読み取る。
基準ブロツクＤはＸ、Ｙ、Ｚの三方向より測定さ
れ、ラム主軸頭Ａ、アタツチメントＢ等に熱変位
があれば、熱変位前後で測定された基準ブロツク
Ｄの原点座標に熱変位に相当した量のズレを生じ
る。この量をNC装置Ｋへ座標系のシフト量とし
てＸ、Ｙ、Ｚ軸の軸送りモータMX，MY，MZへ
指令することにより熱変位等の自動補正がなされ
る。
例えば第５図ａの如く、アタツチメントＢの熱
変位がない場合に対し、同図ｂの如く、Ｚ軸方向
に△ｌの熱変位がある場合でも、加工物Ｍの加工
前に基準ブロツクＤを計測し加工の原点を設定し
直せば、熱変位等の誤差は加工時に取り除かれ
る。
変位がない場合に対し、同図ｂの如く、Ｚ軸方向
に△ｌの熱変位がある場合でも、加工物Ｍの加工
前に基準ブロツクＤを計測し加工の原点を設定し
直せば、熱変位等の誤差は加工時に取り除かれ
る。
同様にして、第６図の如く基準ブロツクの他に
加工物の点、穴、ピン、平面を測定したり、各点
のデータより距離、幅、段差、平行度、真直度等
の演算を行うことにより加工部品の加工精度を、
同一クランプ状態で検査判定が可能であり、これ
によりセツテイングによる加工精度と検査精度の
誤差がない他、短時間で加工、検査が行えると同
時に、加工時の周囲諸条件と同一条件で検査がで
きる。
加工物の点、穴、ピン、平面を測定したり、各点
のデータより距離、幅、段差、平行度、真直度等
の演算を行うことにより加工部品の加工精度を、
同一クランプ状態で検査判定が可能であり、これ
によりセツテイングによる加工精度と検査精度の
誤差がない他、短時間で加工、検査が行えると同
時に、加工時の周囲諸条件と同一条件で検査がで
きる。
また、計測ヘツド１を主軸頭Ａに直接取付けた
状態は第８，９図の通りであり、このときの計測
動作は上記より容易に理解されるので省略する。
状態は第８，９図の通りであり、このときの計測
動作は上記より容易に理解されるので省略する。
なお、上記の図面例によると、下記の方法が実
施可能である。
施可能である。
(i) 加工前に、加工基準を自動計測し、アタツチ
メントの割出し誤差、機械の熱変位誤差、ある
いはアタツチメントの熱変位誤差等を補正した
後、計測ヘツドと切削工具を自動交換し、加工
を行う方法。
メントの割出し誤差、機械の熱変位誤差、ある
いはアタツチメントの熱変位誤差等を補正した
後、計測ヘツドと切削工具を自動交換し、加工
を行う方法。
(ii) 加工途中において、一時、切削工具を主軸か
ら離脱させ、計測ヘツドを装着して加工途中で
の計測を行ない、その値と、加工前に計測した
基準とを比較し、その差を補正することによ
り、加工中に発生する機械等の熱変位誤差を補
正する方法。
ら離脱させ、計測ヘツドを装着して加工途中で
の計測を行ない、その値と、加工前に計測した
基準とを比較し、その差を補正することによ
り、加工中に発生する機械等の熱変位誤差を補
正する方法。
(iii) 加工完了後、加工物の端面、平面、座ぐり
面、曲面等を自動計測し、熱変位等の誤差分を
補正して再加工修正を行うことにより、加工精
度を向上させる方法。
面、曲面等を自動計測し、熱変位等の誤差分を
補正して再加工修正を行うことにより、加工精
度を向上させる方法。
以上の説明から明らかな通り、本発明は、主軸
頭Ａおよび該主軸頭に90゜ごとの四方向割出可能
でかつ着脱自在に取付けられるアタツチメントＢ
の主軸に装着された切削工具Ｅにより加工可能な
工作機械において、前記工具と同様に自動工具交
換装置Ｃで自動着脱が可能でかつＸ、Ｙ、Ｚ軸座
標値が計測可能なプローブ１ａ付計測ヘツド１を
設け、該計測ヘツド１を主軸頭Ａに装着した一方
向の計測と、前記計測ヘツドをアタツチメントＢ
の主軸に装着した四方向の計測とを用いて、基準
ブロツクＤ、基準穴、基準ピン等の加工基準を自
動計測し、この計測値に基いて工作機械の加工誤
差を補正するものである。従つて、本発明による
と、下記の効果が期待できる。
頭Ａおよび該主軸頭に90゜ごとの四方向割出可能
でかつ着脱自在に取付けられるアタツチメントＢ
の主軸に装着された切削工具Ｅにより加工可能な
工作機械において、前記工具と同様に自動工具交
換装置Ｃで自動着脱が可能でかつＸ、Ｙ、Ｚ軸座
標値が計測可能なプローブ１ａ付計測ヘツド１を
設け、該計測ヘツド１を主軸頭Ａに装着した一方
向の計測と、前記計測ヘツドをアタツチメントＢ
の主軸に装着した四方向の計測とを用いて、基準
ブロツクＤ、基準穴、基準ピン等の加工基準を自
動計測し、この計測値に基いて工作機械の加工誤
差を補正するものである。従つて、本発明による
と、下記の効果が期待できる。
(1) 主軸頭、アタツチメント等による熱変位補正
による加工精度の向上。
による加工精度の向上。
(2) 加工条件と同一条件での加工精度測定による
測定値の均一化。
測定値の均一化。
(3) 加工、検査両工程を一台の機械で行うことに
よる作業工程時間の短縮化。
よる作業工程時間の短縮化。
(4) アタツチメントに計測機能を取付けることに
よる作業の高能率化、および測定範囲の拡大
化。
よる作業の高能率化、および測定範囲の拡大
化。
(5) 計測ヘツドは主軸頭およびアタツチメントの
主軸に装着して計五方向の計測が可能となり、
穴の測定は勿論のこと、平面度、段差等のあら
ゆる測定が実施可能。
主軸に装着して計五方向の計測が可能となり、
穴の測定は勿論のこと、平面度、段差等のあら
ゆる測定が実施可能。
図面は本発明の実施例を示すもので、堂１図は
全体構成図、第２図は主軸頭部分の斜視図、第３
図は工具マガジン部分の斜視図、第４図は基準ブ
ロツクの計測状態説明図、第５図ａ，ｂは熱変位
等誤差補正説明図、第６図は測定および演算機能
説明図、第７図は計測ヘツドの一部切欠側面図、
第８図は計測ヘツドを主軸頭に取付けた状態の側
面図、第９図は第８図の下面図である。 Ａ：主軸頭、Ｂ：アタツチメント、Ｃ：自動工
具交換装置、Ｄ：基準ブロツク、Ｅ：切削工具、
１：計測ヘツド、１ａ：計測プローブ、２：送信
装置、３：送信センサ、８，９，１０，１１：受
信センサ、１２：受信装置。
全体構成図、第２図は主軸頭部分の斜視図、第３
図は工具マガジン部分の斜視図、第４図は基準ブ
ロツクの計測状態説明図、第５図ａ，ｂは熱変位
等誤差補正説明図、第６図は測定および演算機能
説明図、第７図は計測ヘツドの一部切欠側面図、
第８図は計測ヘツドを主軸頭に取付けた状態の側
面図、第９図は第８図の下面図である。 Ａ：主軸頭、Ｂ：アタツチメント、Ｃ：自動工
具交換装置、Ｄ：基準ブロツク、Ｅ：切削工具、
１：計測ヘツド、１ａ：計測プローブ、２：送信
装置、３：送信センサ、８，９，１０，１１：受
信センサ、１２：受信装置。
Claims (1)
- １ 主軸頭および該主軸頭に90゜ごとの四方向割
出可能でかつ着脱自在に取付けられるアタツチメ
ントの主軸に装着された切削工具により加工可能
な工作機械において、前記工具と同様に自動工具
交換装置で自動着脱が可能でかつＸ、Ｙ、Ｚ軸座
標値が計測可能なプローブ付計測ヘツドを設け、
該計測ヘツドを主軸頭に装着した一方向の計測
と、前記計測ヘツドをアタツチメントの主軸に装
着した四方向の計測とを用いて、基準ブロツク、
基準穴、基準ピン等の加工基準を自動計測し、こ
の計測値に基いて工作機械の加工誤差を補正する
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6447781A JPS57178641A (en) | 1981-04-27 | 1981-04-27 | Correcting method of machining error from thermal displacement or the like |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6447781A JPS57178641A (en) | 1981-04-27 | 1981-04-27 | Correcting method of machining error from thermal displacement or the like |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57178641A JPS57178641A (en) | 1982-11-02 |
| JPS6219981B2 true JPS6219981B2 (ja) | 1987-05-01 |
Family
ID=13259340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6447781A Granted JPS57178641A (en) | 1981-04-27 | 1981-04-27 | Correcting method of machining error from thermal displacement or the like |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57178641A (ja) |
Families Citing this family (4)
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| JP4943173B2 (ja) | 2007-02-06 | 2012-05-30 | 東芝機械株式会社 | スライドコア穴の加工方法およびスライドコア穴加工に用いる計測・補正システム |
| TWI448353B (zh) * | 2010-12-09 | 2014-08-11 | Ind Tech Res Inst | 工具機熱誤差智慧調適裝置及其方法 |
| CN107598676A (zh) * | 2017-09-07 | 2018-01-19 | 安徽涌诚机械有限公司 | 大型机床自动校正被测试件分中及加工余量确定方法 |
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| JPS51128782A (en) * | 1975-05-01 | 1976-11-09 | Tousei Eng Service:Kk | Method of detecting machine tool position |
| JPS5281677A (en) * | 1975-12-20 | 1977-07-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Composite machine |
| JPS53124469A (en) * | 1977-02-07 | 1978-10-30 | Rolls Royce | Operating method of measuring machine for coordinate and apparatus for carring out the method |
| JPS5478582A (en) * | 1978-11-20 | 1979-06-22 | Kearney & Trecker Corp | Main shaft probe of machine tool |
| JPS55137858A (en) * | 1979-04-10 | 1980-10-28 | Hitachi Seiki Co Ltd | Automatic measuring compensator for machine tool |
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5165389U (ja) * | 1974-11-20 | 1976-05-22 |
-
1981
- 1981-04-27 JP JP6447781A patent/JPS57178641A/ja active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57178641A (en) | 1982-11-02 |
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