JPS6350140B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6350140B2 JPS6350140B2 JP57178845A JP17884582A JPS6350140B2 JP S6350140 B2 JPS6350140 B2 JP S6350140B2 JP 57178845 A JP57178845 A JP 57178845A JP 17884582 A JP17884582 A JP 17884582A JP S6350140 B2 JPS6350140 B2 JP S6350140B2
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- JP
- Japan
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- tool
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- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 21
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 18
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 12
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
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
- G05B19/404—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 compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
-
- 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
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37251—Selfcorrecting, counter for tool life adapts correction
-
- 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
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37252—Life of tool, service life, decay, wear estimation
-
- 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
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37334—Diameter of tool with teeth
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は主軸に工具を装着して回転させて加工
するNC工作機械の工具径の自動計測補正方法に
関する。
するNC工作機械の工具径の自動計測補正方法に
関する。
NC工作機械特に工具を貯蔵するマガジンを有
するマシニングセンタにおいては工具の自動交換
とともに工具の寸法を自動計測して摩耗値を自動
補正する装置は知られている。
するマシニングセンタにおいては工具の自動交換
とともに工具の寸法を自動計測して摩耗値を自動
補正する装置は知られている。
しかし何れも工具を停止させて割出し、位置決
めする必要がありそのためのプログラム或いは付
属装置を要して対応がしがたく特に多刃工具では
測定位置の制約をうけて面倒であつた。
めする必要がありそのためのプログラム或いは付
属装置を要して対応がしがたく特に多刃工具では
測定位置の制約をうけて面倒であつた。
従つて本発明はエンドミル、ボーリングバー、
ミーリングカツタ等の径の変化量を自動的に容易
に計測補正できる装置を提供しようとするもの
で、本発明は回転中の径方向の少くとも一方向の
値を検出するため固定側に設けられた非接触検出
器で基準工具並びに加工前の対象工具を主軸に装
着して回転させたときの検出した初期値を記憶し
ておき所定数加工後における加工作業をしない基
準工具の回転中の測定値と記憶した前記基準工具
の初期値より熱変位量を求めて記憶しておき、一
方同じくこのときの加工後の対象工具回転中の測
定値と前記記憶した初期値とより工具径変化量を
求めて前記記憶した熱変位量から実際の工具摩耗
量を求めるようになしたものでさらに必要により
工具寿命判定値と比較して小さいときは工具補正
量を加工前の工具補正量に加算していき加工数が
多くなつて工具摩耗量の累積値が寿命判定値に等
しいか、大きくなつたときにアラームを出力する
ようにしたものである。
ミーリングカツタ等の径の変化量を自動的に容易
に計測補正できる装置を提供しようとするもの
で、本発明は回転中の径方向の少くとも一方向の
値を検出するため固定側に設けられた非接触検出
器で基準工具並びに加工前の対象工具を主軸に装
着して回転させたときの検出した初期値を記憶し
ておき所定数加工後における加工作業をしない基
準工具の回転中の測定値と記憶した前記基準工具
の初期値より熱変位量を求めて記憶しておき、一
方同じくこのときの加工後の対象工具回転中の測
定値と前記記憶した初期値とより工具径変化量を
求めて前記記憶した熱変位量から実際の工具摩耗
量を求めるようになしたものでさらに必要により
工具寿命判定値と比較して小さいときは工具補正
量を加工前の工具補正量に加算していき加工数が
多くなつて工具摩耗量の累積値が寿命判定値に等
しいか、大きくなつたときにアラームを出力する
ようにしたものである。
以下本発明の実施例を図面にもとづき説明す
る。１は回転工具を用いて加工するNC工作機械
例えば周知の横型マシニングセンタのベツド。２
はベツド１上のテーブル。３は取付台でテーブル
２の移動に対して障害とならない位置で、且水平
に支承された主軸が位置決めできる計測位置にベ
ツド１に固設されており、取付台３には計測位置
に位置決めされている主軸に嵌着された対象工具
４並びに加工作業をしない基準工具の垂直方向の
半径値を測定する非接触検出器５と水平方向の半
径値を測定する同じく非接触検出器６とが取付け
られている。そして対象工具、基準準工具とも主
軸に装着されて使用されるとき以外はマガジンに
収納されている。またこの非接触…検出器は工具
との隙間に対して出力が比例する市販のものから
自由に選択して使用するものである。そして検出
器は対象工具が例えば２枚刃のエンドミルであれ
ば第２図のように各刃が検出器の前面を通過する
たびに出力が現れ、その波高値又は平均値を検出
する。１１は検出器５，６で測定した回転中の基
準工具並びに加工前の対象工具の初期値X0，Y0
とx0を記憶する記憶器。１２は所定数加工時点で
の熱変位を求めるため回転中の基準工具を検出器
６で測定した測定値Xiと記憶器１１の初期値X0
との差AXiを求める第１減算器。１３は第１減算
器１２の減算値AXiを順次記憶する第１レジスタ
でその記憶した値を順次表示器２３に表示すると
ともにNC装置にＸ方向の熱変位補正量として出
力する。１４は第１減算器１２と同じ個数加工時
点での回転中の基準工具を検出器５で測定した値
Yiと記憶器１１の記憶値Y0との差AYiを求める
第４減算器。１５は第４減算器１４の減算値AYi
を順次記憶する第３レジスタでその記憶した値を
順次表示器２３に表示するとともにNC装置にＹ
方向の熱変位補正量として出力する。１６は前記
の所定数加工時点での工具径変化量を求めるため
回転中の対象工具を検出器６で測定した測定値xi
と記憶器１１の初期値xoとの差AXiを求める第
２減算器。
る。１は回転工具を用いて加工するNC工作機械
例えば周知の横型マシニングセンタのベツド。２
はベツド１上のテーブル。３は取付台でテーブル
２の移動に対して障害とならない位置で、且水平
に支承された主軸が位置決めできる計測位置にベ
ツド１に固設されており、取付台３には計測位置
に位置決めされている主軸に嵌着された対象工具
４並びに加工作業をしない基準工具の垂直方向の
半径値を測定する非接触検出器５と水平方向の半
径値を測定する同じく非接触検出器６とが取付け
られている。そして対象工具、基準準工具とも主
軸に装着されて使用されるとき以外はマガジンに
収納されている。またこの非接触…検出器は工具
との隙間に対して出力が比例する市販のものから
自由に選択して使用するものである。そして検出
器は対象工具が例えば２枚刃のエンドミルであれ
ば第２図のように各刃が検出器の前面を通過する
たびに出力が現れ、その波高値又は平均値を検出
する。１１は検出器５，６で測定した回転中の基
準工具並びに加工前の対象工具の初期値X0，Y0
とx0を記憶する記憶器。１２は所定数加工時点で
の熱変位を求めるため回転中の基準工具を検出器
６で測定した測定値Xiと記憶器１１の初期値X0
との差AXiを求める第１減算器。１３は第１減算
器１２の減算値AXiを順次記憶する第１レジスタ
でその記憶した値を順次表示器２３に表示すると
ともにNC装置にＸ方向の熱変位補正量として出
力する。１４は第１減算器１２と同じ個数加工時
点での回転中の基準工具を検出器５で測定した値
Yiと記憶器１１の記憶値Y0との差AYiを求める
第４減算器。１５は第４減算器１４の減算値AYi
を順次記憶する第３レジスタでその記憶した値を
順次表示器２３に表示するとともにNC装置にＹ
方向の熱変位補正量として出力する。１６は前記
の所定数加工時点での工具径変化量を求めるため
回転中の対象工具を検出器６で測定した測定値xi
と記憶器１１の初期値xoとの差AXiを求める第
２減算器。
１７は第１レジスタ１３の記憶値AXiと第２減
算器１６の減算値AXiの差である工具摩耗量を求
める第３減算器。１８は第３減算器の工具摩耗量
を順次記憶する第２レジスタ、１９は第２レジス
タ１８に順次記憶される減算値である工具摩耗量
ATiを加算して累積値ASiを求める第１加算器。
２０は第１加算器１９の累積値ASiを記憶し表示
器２３に表示する第４レジスタで加算器１９とで
アキユムレータ２４を構成し累積値ASを蓄積す
る。２１はアキユムレータ２４の累積値ASと工
具寿命判定値ａとを比較し、AS＜ａのときは工
具補正信号を出力し、AS〓ａのときはアラーム
信号を出力する比較器。２２は比較器２１より工
具補正信号がでたとき第２レジスタ１８の工具補
正量ATiを初期の工具補正値Tl即ち本加工前の
補正値、例えば工具取付誤差の補正値、然回迄に
使用した工具の摩耗値に対して加算する第２加算
器で加算補正量をNC装置に出力する。２３は第
１レジスタ１３の記憶値AXi、第３レジスタ１５
の記憶値AYi並びにアキユムレータ２４の記憶値
ASを表示する表示器である。
算器１６の減算値AXiの差である工具摩耗量を求
める第３減算器。１８は第３減算器の工具摩耗量
を順次記憶する第２レジスタ、１９は第２レジス
タ１８に順次記憶される減算値である工具摩耗量
ATiを加算して累積値ASiを求める第１加算器。
２０は第１加算器１９の累積値ASiを記憶し表示
器２３に表示する第４レジスタで加算器１９とで
アキユムレータ２４を構成し累積値ASを蓄積す
る。２１はアキユムレータ２４の累積値ASと工
具寿命判定値ａとを比較し、AS＜ａのときは工
具補正信号を出力し、AS〓ａのときはアラーム
信号を出力する比較器。２２は比較器２１より工
具補正信号がでたとき第２レジスタ１８の工具補
正量ATiを初期の工具補正値Tl即ち本加工前の
補正値、例えば工具取付誤差の補正値、然回迄に
使用した工具の摩耗値に対して加算する第２加算
器で加算補正量をNC装置に出力する。２３は第
１レジスタ１３の記憶値AXi、第３レジスタ１５
の記憶値AYi並びにアキユムレータ２４の記憶値
ASを表示する表示器である。
次に第４図のフローチヤートを参照して作用を
説明する。ステツプS1で第１加算器１９、第４レ
ジスタ２０のアキユムレータ２４を零とする。ス
テツプS2で主軸にマガジンから取出した基準工具
を装着し計測位置で回転させたときの検出器５，
６で測定した測定値をステツプS3で初期値X0，
Y0として記憶器１１に記憶させる。ステツプS4
で加工前の対象工具４を同じくマガジンから取出
し基準工具と交換して主軸に装着し基準工具はマ
ガジンに収納し計測位置で主軸を回転させたとき
の検出器６による測定値をステツプS5で初期値
xoとして同様に記憶器１１に記憶させる。次に
テーブル２上に固定した工作物をステツプS6で切
削加工に入る。所定数加工後主軸の対象工具をマ
ガジンから取出した基準工具に取替え主軸を計測
位置におきステツプS7で基準工具を回転させ検出
器６で測定し、ステツプS8で測定値Xiと記憶器
１１に記憶した初期値X0から機械のＸ方向熱変
位量AXlを第１減算器１２で求める。
説明する。ステツプS1で第１加算器１９、第４レ
ジスタ２０のアキユムレータ２４を零とする。ス
テツプS2で主軸にマガジンから取出した基準工具
を装着し計測位置で回転させたときの検出器５，
６で測定した測定値をステツプS3で初期値X0，
Y0として記憶器１１に記憶させる。ステツプS4
で加工前の対象工具４を同じくマガジンから取出
し基準工具と交換して主軸に装着し基準工具はマ
ガジンに収納し計測位置で主軸を回転させたとき
の検出器６による測定値をステツプS5で初期値
xoとして同様に記憶器１１に記憶させる。次に
テーブル２上に固定した工作物をステツプS6で切
削加工に入る。所定数加工後主軸の対象工具をマ
ガジンから取出した基準工具に取替え主軸を計測
位置におきステツプS7で基準工具を回転させ検出
器６で測定し、ステツプS8で測定値Xiと記憶器
１１に記憶した初期値X0から機械のＸ方向熱変
位量AXlを第１減算器１２で求める。
ステツプS9で減算値AXlを第１レジスタ１３に
記憶させ表示器２３に表示するとともにNC装置
へＸ方向の熱変位値AXlを出力する。ステツプ
S10で同じく主軸に装着している基準工具を回転
させ検出器５で測定し、ステツプS11で測定値Yl
と記憶器１１に記憶した初期値Y0から機械のＹ
方向熱変位量AYlを第４減算器１４で求める。ス
テツプS12で減算値AYlを第３レジスタ１５に記
憶させ表示器２３に表示するとともにNC装置へ
Ｙ方向の熱変位量AYlを出力する。ステツプS13
で主軸の基準工具に替えマガジンより交換工具４
を主軸に装着し同じく現在加工時点での対象工具
を回転させて検出器６で測定し、ステツプS14で
測定値xiと記憶器１１に記憶した初期値xoから
工具径変化量Axiを第２減算器１６で求める。ス
テツプS15でこの減算値AXiと第１レジスタ１３
に記憶されたＸ方向の機械の熱変位量AXiとから
工具摩耗量ATiを求め、ステツプS16で工具摩耗
量ATiを第２レジスタ１８に記憶する。ステツプ
S17で工具摩耗量ATiを第１加算器１９で累積す
る。（アキユムレータ２４は零になつているので
零に加算する）ステツプS18で累積値ASiを第４
レジスタ２０に記憶し第１加算器１９とのアキユ
ムレータ２４にASとして畜える。ステツプS19で
予め設定した工具寿命判定値ａと累積値ASとを
比較しAS〓ａがNOであれば工具補正信号を出
力しステツプS20で初期補正量Tlに第２レジスタ
１８に記憶した工具補正量ATiを第２加算器２２
で加算しその結果を工具補正量としてNC装置に
出力する。AS＜ａであるから工具補正後ステツ
プは再びS6に戻り所定数切削加工を行なう。順次
工具摩耗補正及び機械の熱変位補正を行ないなが
らステツプが繰返し続行され、ステツプS19で比
較器２１でAS〓ａがYESとなればアラーム信号
が出力される。そして摩耗工具が自動工具交換装
置で新工具と交換され次の加工が同様に続行され
るものである。
記憶させ表示器２３に表示するとともにNC装置
へＸ方向の熱変位値AXlを出力する。ステツプ
S10で同じく主軸に装着している基準工具を回転
させ検出器５で測定し、ステツプS11で測定値Yl
と記憶器１１に記憶した初期値Y0から機械のＹ
方向熱変位量AYlを第４減算器１４で求める。ス
テツプS12で減算値AYlを第３レジスタ１５に記
憶させ表示器２３に表示するとともにNC装置へ
Ｙ方向の熱変位量AYlを出力する。ステツプS13
で主軸の基準工具に替えマガジンより交換工具４
を主軸に装着し同じく現在加工時点での対象工具
を回転させて検出器６で測定し、ステツプS14で
測定値xiと記憶器１１に記憶した初期値xoから
工具径変化量Axiを第２減算器１６で求める。ス
テツプS15でこの減算値AXiと第１レジスタ１３
に記憶されたＸ方向の機械の熱変位量AXiとから
工具摩耗量ATiを求め、ステツプS16で工具摩耗
量ATiを第２レジスタ１８に記憶する。ステツプ
S17で工具摩耗量ATiを第１加算器１９で累積す
る。（アキユムレータ２４は零になつているので
零に加算する）ステツプS18で累積値ASiを第４
レジスタ２０に記憶し第１加算器１９とのアキユ
ムレータ２４にASとして畜える。ステツプS19で
予め設定した工具寿命判定値ａと累積値ASとを
比較しAS〓ａがNOであれば工具補正信号を出
力しステツプS20で初期補正量Tlに第２レジスタ
１８に記憶した工具補正量ATiを第２加算器２２
で加算しその結果を工具補正量としてNC装置に
出力する。AS＜ａであるから工具補正後ステツ
プは再びS6に戻り所定数切削加工を行なう。順次
工具摩耗補正及び機械の熱変位補正を行ないなが
らステツプが繰返し続行され、ステツプS19で比
較器２１でAS〓ａがYESとなればアラーム信号
が出力される。そして摩耗工具が自動工具交換装
置で新工具と交換され次の加工が同様に続行され
るものである。
以下詳述したように本発明は工具を回転させな
がら計測するようにしたので多刃工具の測定にお
いて割出しなどの時間を必要とせず短時間に能率
的に計測が可能となり主軸の割出し位置決めを含
む計測プログラムが不要で簡単になり付属装置も
いらなくなるものである。また基準工具は加工作
業をしないので摩耗することがなく長期にわたつ
て正確な計測ができる。さらに工具寿命の判定と
熱変位の測定ができ必要なる適格なる補正ができ
るため高い加工精度を得られる特徴を有する。
がら計測するようにしたので多刃工具の測定にお
いて割出しなどの時間を必要とせず短時間に能率
的に計測が可能となり主軸の割出し位置決めを含
む計測プログラムが不要で簡単になり付属装置も
いらなくなるものである。また基準工具は加工作
業をしないので摩耗することがなく長期にわたつ
て正確な計測ができる。さらに工具寿命の判定と
熱変位の測定ができ必要なる適格なる補正ができ
るため高い加工精度を得られる特徴を有する。
第１図は検出器取付位置を示す説明図、第２図
はエンドミルの測定値を示す出力図、第３図は本
発明の装置のブロツク線図、第４図は本発明の動
作のフローを示す図である。 ４……対象工具、５，６……検出器、１１……
記憶器、１２，１４，１６，１７……減算器、１
３，１５，１８，２０……レジスタ、１９，２２
……加算器、２１……比較器、２３……表示器。
はエンドミルの測定値を示す出力図、第３図は本
発明の装置のブロツク線図、第４図は本発明の動
作のフローを示す図である。 ４……対象工具、５，６……検出器、１１……
記憶器、１２，１４，１６，１７……減算器、１
３，１５，１８，２０……レジスタ、１９，２２
……加算器、２１……比較器、２３……表示器。
Claims (1)
- １ 自動工具交換装置によりマガジン内の工具を
順次主軸に装着して切削加工を行うNC工作機械
において、予め決められた個数の被加工物を切削
加工する前後に該被加工物の加工工具と加工作業
をしない基準工具とを順次主軸に装着して、機台
の固定部に設けられた非接触検出器により前記の
各工具径を主軸の回転状態で計測し、前記の切削
加工の前後における前記基準工具のそれぞれの計
測値から機械の熱変位量を求め、前記切削加工の
前後における前記加工工具のそれぞれの計測値と
前記熱変位量とから前記加工工具の真の摩耗補正
量を求めるようになし、主軸に装着した工具を回
転させながら工具径を計測することにより１刃以
上の刃を有する加工工具の工具径補正量を求める
ことを特徴とする工具径自動計測補正方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57178845A JPS5969248A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 工具径自動計測補正方法 |
| US06/522,252 US4590580A (en) | 1982-10-12 | 1983-08-09 | Automatic measurement/compensation apparatus for tool diameter |
| DE19833330280 DE3330280A1 (de) | 1982-10-12 | 1983-08-22 | Selbsttaetige mess-/ausgleichsvorrichtung fuer werkzeugdurchmesser |
| GB08322638A GB2129162B (en) | 1982-10-12 | 1983-08-23 | Automatic measurement/compensation apparatus for tool diameter in a machine tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57178845A JPS5969248A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 工具径自動計測補正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5969248A JPS5969248A (ja) | 1984-04-19 |
| JPS6350140B2 true JPS6350140B2 (ja) | 1988-10-06 |
Family
ID=16055671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57178845A Granted JPS5969248A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 工具径自動計測補正方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4590580A (ja) |
| JP (1) | JPS5969248A (ja) |
| DE (1) | DE3330280A1 (ja) |
| GB (1) | GB2129162B (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4787054A (en) * | 1983-07-25 | 1988-11-22 | Cain Encoder Co. | Interdial compensation technique for angular position detectors |
| JPS61244444A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-30 | Hitachi Seiki Co Ltd | 工作機械のワ−ク座標系設定装置 |
| JPS62248009A (ja) * | 1986-04-22 | 1987-10-29 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御装置 |
| US4945501A (en) * | 1987-01-20 | 1990-07-31 | The Warner & Swasey Company | Method for determining position within the measuring volume of a coordinate measuring machine and the like and system therefor |
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