JPS63144935A - 面取り工具用刃先位置計測装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマシニングセンタの面取り加工におけるカッタ
の計測装置に関し、特にマシニングセンタ機内に設ける
面取り工具用刃先計測装置に関する。

〔従来の技術〕

ＮＣ工作機械は、近年生産加工現場に広く採用されてい
る。上記のようにＮＣ工作ａＶの採用が急速に広まった
理由の１つとして工作加工精度の向上とその取り扱いの
簡便化等が挙げられる。即ち通常の加ニブログ、ラムは
主軸中心線でプログラムされているので使用する工具径
が変化するごとに工具径の半分だけワーク座標系をシフ
トして加工される。またワーク、の加工に必要な基準位
置の設定作業の容易化が著しい。これらの目的でＮＣ工
作機械の中で代表的なマシニングセンタにおいては、マ
シニングセンタ機内に配設された刃先計測装置と、該計
測装置と連動して計測量を処理する処理装置によって、
ワークの加工基準点や加工工具の工具長、工具径の自動
補正等の自動化が実現されている。

上記の基準設定作業の自動化を実現する手段として広く
用いられている補正装置の代表的なものとしては、本出
願人が先に出願した実開昭６０＝１７５５５５号のｒＮ
Ｃ工作機械の加工基準点補正装置」が提供されている。

該装置はＮＣ工作機械における加工を行うために事前に
設定される加工基準設定作業を自動化する考案である。

上記考案によれば、ワークをテーブルの所定工作領域に
配置し、主軸に装着したプローブをワークの加工基準面
に当接させ機械加工領域のどの位置にワークを取付けた
か、また加工に使用する工具の形状。

寸法等を求めて基準データを修正することにより、手間
のかかるワーク取付は位置の計測、工具の計測を人手に
依存することな（、また、ミスを犯しやすい計測値の入
力を人手によってすることなく能率的かつ正確に加工基
準点を補正できるものであった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の実開昭６０−１７５５５５号のｒ　Ｎ　Ｃ工作機
械の加工基準点補正装置」によって、ワーク・工具夫々
の加工基準点の補正が能率的正確に可能になったが、ワ
ーク加工の１部である面取り加工に使用される工具は、
傾斜面を有する等、工具の形状２寸法を自動計測するこ
とが難しい等問題があった。

第１図はワークの面取り加工の原理を示した図であり、
面取り工具１は主軸に取着されて回転し、刃先は一定の
角度を形成しており、ワーク２の加工面を面取り加工す
るものである。しかし工具径が不明の場合にはワーク２
の加工面を、図面に示す加工面２ａ〜２ｂのように面取
りするための工具位置設定を行うことはできず、面取り
工具１をマシニングセンタ機外に用意した測定台等に固
定してハイドゲージ等で面取り工具の仕上げ点２ａを計
測しその時の主軸のワークへの移動量を、補正量として
人手で処理装置へ入力していた。

しかし上記の人手による処理は計測に当って不正確にな
り易く、又計測値の入力を人手で行うことは入力ミスを
生じやす（非能率的で所要時間も多く必要となっていた
。

本発明は上記の問題点を解決するために創出されたもの
であり、マシニングセンタ機内に設けられ、簡易な構成
から成り、計測が容易で高い精度を有する面取り工具の
計測装置の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するための具体的な手段は、マシニング
センタの面取り工具の計測装置において、前記マシニン
グセンタ機内に設けられ、ツールセンタのセンサに面取
り工具の刃が当接した計測点での主軸の原点位置からの
移動量、および、該面取り工具の計測点での直径寸法を
計測する計測手段と、前記計測手段による計測量と、前
記面取り工具のワークに当たる刃の角度、および、前記
面取り工具の直径寸法を工具毎に記ｊｌするメモリと、
前記メモリに記憶された各データから必要とする面取り
位置を算出する演算手段とから成り、機械原点からツー
ルセンタのセンサに面取り工具を当てるまでのストロー
ク量をもとに面取り工具の面取り位置を求めるように構
成した面取り工具の計測装置を用いることである。

〔作用〕

上記手段を用いることにより、ツールセンタを用いて計
測した面取り工具の計測量と、既知である工具の刃の角
度と直径寸法を取り込んで面取り工具の正確な面取り位
置を求める演算が行われ、精度の高い面取り位置が算出
されて加工情報の正しい設定が行われる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。

第２図と第３図は本実施例における面取り工具とツール
センタとの位置関係を示した図であり、第４図は本実施
例の構成ブロック図、第５図は本実施例の動作フロー図
である。最初に構成を説明する。

本実施例は本発明を立形マシニングセンタに実施したも
のである。第４図の構成ブロック図に従って構成を説明
すると、ワーク加工時に加工工具を取着して主軸制御モ
ータ５０１によって位置決め駆動される主軸５には、使
用する面取り工具１が取着される。他方テーブル４には
ツールセフタ３が載置され、該ツールセフタ３の上面に
はセンサ部３ａが上記面取り工具ｌと当接可能に配設さ
れる。該ツールセフタ３は立方体の基準ブロックで構成
され、テーブル上の任意の位置に移動可能である。従っ
て、事前に寸法が判っている基準工具を主軸５に取付け
、前記センサ部３ａに接触させることにより、機械原点
からセンサ部３ａまでの位置を主軸とテーブルの相対移
動量で知ることができる。センサ部３ａは面取り工具１
と当接する面を半円柱の平面状に構成している。即ちセ
ンサ部３ａと面取り工具ｌが当接する点を直線上に定め
、センサ部３ａにおける当接点の座標値の変動を防止し
ている。このセンサ部３ａの出力は、入出力回路を介し
てＣＰＵＩ　Ｏに接続され、これらに接触信号を送出す
る。

メモリ部６は、例えば、ランダムアクセスメモリからな
り、工具の各種基準データ、計測値、演算結果などを所
定ゐ領域に記４９する。第４図に示すメモリ部６の図表
は、入出力部９のＣＲＴディスプレイに面取り工具の各
部分寸法等を表にして、工具側に出力させた１つの例で
ある。

演算手段７は上記メモリ部６に記憶格納された面取り工
具の計測データや基準データを読み出して演算を行い、
要求される未知の補正データを算出する。

一方マシニングセンタのワークに対するＮＣ加工データ
８は、加工するワークに対応して用意され、面取り加工
を実施する加工データは上記演算手段によって算出され
るデータによって補正して実施される。

入出力部９はキーボード等の入力部とＣＲＴディスプレ
イ等の出力表示部とから成り、キーボードは、ＣＰＵｌ
０の起動その他の操作、データ入力、モード選択、ディ
スプレイ操作等を行なうための各種キーを備えている。

もっとも、これらの操作は、同時には実行しないので、
同じキーを兼用する構成としてもよい。このキーボード
は、上記インターフェース１３を介して、ＣＰＵｌ０に
接続されている。ＣＲＴディスプレイはキーボードから
の入力データやメモリ部６に記憶されている各種データ
等を画面に表示する。

ＣＰＵｌ０は、例えば、マイクロコンピュータからなり
、上記各部の制御および信号の処理を行なう。内部には
、マイクロプロセッサ、該プロセッサの制御プログラム
を格納したリードオンリーメモリ等を備えて構成される
。このＣＰＵｌ０は、マシニングセンタのＮＣ制御用の
ものと兼用することができる。以上のように概略構成さ
れている本実施例による面取り工具の計測装置について
、さらに面取り工具１とツールセフタ３による補正デー
タ作成のための構成を詳細に説明する。

第２図と第３図は、面取り工具１とツールセフタ３の位
置関係を示しており、第３図において、テーブル４に載
置されたツールセフタ３の上面に配設されているセンサ
部３ａに、面取り工具１が計測のために当接した点をＧ
とする。該Ｇ点における面取り工具の工具径をＤｌで示
し、主軸５の移動量をＬｌとする。第２図は加工データ
に示される面取り加工点Ｆと上記計測のために当接した
点Ｇとを示しており、Ｆ点における工具径をＤで表わし
、主軸５の移動量をＬとする。上記のＧ点。

Ｆ点における各寸法値のうち、既知の値として、面取り
工具の刃先の角度αと、加工データに示される面取り加
工点Ｆにおける面取り工具の工具径りが明らかにされて
おり、メモリ部６に工具側に記憶されている。

以上のように構成された本実施例の作用について説明す
る。第５図の本実施例の動作手順を示すフロー図に従い
、第２図を引用しながら説明する。

マシニングセンタにおいて本実施例の実行に先立上以下
の手順で設定準備作業が行われる。先ずＣＰＵｌ０を起
動して、メモリ部６に対する入力を可能とする。そこで
作業者は入出力部９のキーボード等によって、主軸５に
取着されている面取り工具１に関する工具径り、刃先の
角度α等の各種データを打込み、メモリ部６に記憶させ
る。ＣＰＵｌ０はこの内容をＣＲＴディスプレイに表示
させる。次にＣＰＵｌ０はモード選択表示を行い、ＮＣ
加工か計測かの選択すべき内容をＣＲＴディスプレイに
表示して、作業者がキーボードにてツール計測モード選
択を行うと、ＣＰＵｌ０はツール計測の実行を開始可能
とする。

■　初めに既知のデータとして明らかな面取り工具１の
加工点Ｆにおける工具径りを、キーボードによりメモリ
６に入力する。

■　面取り工具１の刃先の角度αを、上記と同様に入力
する。

■　テーブル４上に載置されているツールセッタ３のセ
ンサ部３ａに、手動送り操作によって主軸５に取着され
た基準工具（予め長さ寸法や径寸法が決められている）
を当接し、原点からセンサ部３ａの当接面の位置を決め
、次に主軸５に取着された該面取り工具１の刃先を当接
する。該当接点をＧ点とする。

■　センサ部３ａと面取り工具１がＧ点において当接し
た時に発せられるタッチ信号迄の主軸５の移動＠Ｌ、は
メモリ６に記憶される。

■　同時にＧ点における面取り工具１の工具径Ｄ１が演
算される。即ち、該ツールセッタ３のセンサ部３ａの当
接面は半円柱の平面状に形成しているので、中心線より
距離Ｓだけ当接面が移動しているため！４Ｄ＋　＝　ｌ
　Ｘ　　Ｓ　ｌとなり、メモリ６に記憶される。

■　メモリ６に記憶されているデータを読み出して、必
要な面取り工具１の設定位置を算出する。

今ここでメモリ６に記憶されているデータを第２回に示
すように 面取り工具の加工径　・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・　０面取り工具の刃先角度　・・・・・・
・・・・・・・・・・・・　α０点までの主軸５の移動
量　・・・・・・・・・・・・　Ｌ１Ｇ点における面取
り工具の加工径　・・・　Ｄｌとすると Ｈ＝’Ａ　・ｌ　Ｄ　　Ｄ＋　１ Ｍ＝Ｉ（ｔａｎα Ｌ　＝　Ｌ　＋　　Ｍ　＝　Ｌ　ＩＨｔａｎα−−（Ａ
）となり、上記（Ａ）式によって、面取り工具１を取着
した主軸５の移動量りが算出される。

■　上記面取り工具１の主軸５の移動量りはメモリ６に
肥土ａされる。

上記の動作手順によって、面取り加工に必要なデータは
メモリ６に記憶・格納され、ワーク加工モードにおける
面取り加工では該データが適宜読み出されて補正される
。

本発明は本実施例に限定されるものではなく、実施にあ
たっては種々の実施態様をとり得るものであり、例えば
面取り工具の刃先角度が不明の時は、計測点を２点にし
て三角法により刃先角度を求めてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明を用いることにより、従来の
面取り加工のための面取り工具位置の設定作業の困難が
解決され、簡易な構成から成り、計測が容易な装置によ
って、高い精度をもつ面取り工具の加工位置設定が達成
される大きな効果を生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は面取り加工の原理図であり、第２図と第３図は
本実施例の面取り工具とツールセノタとの位置関係を示
した図で、第４図は本実施例の構成ブロック図、第５図
は本実施例の動作フロー図である。図面に符した記号は
以下のものを示す。 １・・・面取り工具　　　　２・・・ワーク３・・・ツ
ールセノタ　　　３ａ・・・センサ部４・・・テーブル
　　　　　５・・・主軸６・・・メモリ　　　　　　７
・・・演算手段８・・・ＮＣ加工データ　　９・・・入
出力部α・・・面取り工具刃先角度 Ｄ・・・面取り工具の加工径 Ｌ・・・主軸の移動量 特許出願人　　日立精機株式会社 第１図 第２図 第５図 Ｇ二〇

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 マシニングセンタの面取り工具の計測装置において、前
   記マシニングセンタ機内に設けられ、ツールセッタのセ
   ンサに面取り工具の刃が当接した計測点での主軸の原点
   位置からの移動量、および、該面取り工具の計測点での
   直径寸法を計測する計測手段と、 前記計測手段による計測量と、前記面取り工具のワーク
   に当たる刃の角度、および、前記面取り工具の直径寸法
   を工具毎に記憶するメモリと、前記メモリに記憶された
   各データから必要とする面取り位置を算出する演算手段
   とから成り、機械原点からツールセッタのセンサに面取
   り工具を当てるまでのストローク量をもとに面取り工具
   の面取り位置を求めるように構成したことを特徴とする
   面取り工具の計測装置。