KR102166641B1 - 기계의 자기 진단 및 기계 정밀도의 보정 방법 - Google Patents

Abstract

[과제] 기계 내부에 카메라를 구비한 공작기계의 변형이나 부품의 마모 등에 의한 고장을 예방하기 위한 자기 진단 방법 및 상기 진단에 의해 검출한 변형이나 느슨함에 의한 가공 정밀도의 저하를 보정하는 방법을 얻는다.
[해결수단] 기계의 운전 시간이나 워크 가공수가 등록한 간격에 이르렀을 때, 회전대나 이송대와 기계 내부에 설치된 카메라를 계측 위치로 이동하고, 화상을 취득해서, 화상으로부터 검출 대상 개소의 위치를 검출하여, 그 본래 있어야 할 위치로부터의 편의를 검출한다. 이들 조작을 복수회 반복함으로써, 복수의 편의량을 구하고, 테이블이나 이송대의 각 제어축 방향의 보정치를 연산하여, 제어기에 설정되어 있는 보정치를 갱신한다. 검출 내지 연산한 복수의 편의량 상호 내지 보정치 상호의 차이가 문턱치를 넘을 때는 경고를 발하여 기계를 정지한다.

Description

기계의 자기 진단 및 기계 정밀도의 보정 방법{SELF-DIAGNOSIS OF MACHINE AND METHOD FOR PRECISION CALIBRATION OF MACHINE}

본 발명은, 공작기계의 변형이나 부품의 마모 등에 의한 고장을 예방하기 위한 자기 진단 방법 및 상기 진단에 의해 검출한 변형이나 마모에 의한 가공 정밀도의 저하를 보정하는 방법에 관한 것으로, 특히, 기계 내부에 카메라를 구비한 공작기계에 있어서의 상기 방법에 관한 것이다.

공작기계에는, 기계에 반입된 소재의 자세를 검출하거나, 기계 동작을 감시하는 목적으로, 기계 내부에 소재나 가공부를 촬영하는 카메라를 구비한 것이 실용화되어 있다.

도 7 및 도 8은, 소재의 반입 자세를 검출하는 카메라를 구비한 유리판의 주연(周緣) 가공 장치의 예를 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 7은, 텔레비전 수상기의 디스플레이 패널에 이용하는 것과 같은 대형 유리 기판의 주연 가공 장치의 예이며, 도 8은, 휴대 단말의 디스플레이 패널에 이용하는 것과 같은 소형 내지 중형 유리 기판의 주연 연삭장치의 예이다.

도 7에 나타낸 장치는, 테이블(12) 상에 고정한 유리 기판(w)을 도면의 Y방향으로 이동하면서 테이블(12)의 양측에 배치한 숫돌(3, 3)로 워크의 Y방향의 양측변(e, e)의 가공을 행하는 장치이다. 이 주연 가공 장치에서는, 장치에 설치한 2대의 카메라(5, 5)로 워크(w)의 모퉁이 또는 각부 부근에 붙인 마크(m1, m2, m3)를 읽어내고, 테이블(12) 상에서의 워크(w)의 위치 및 각도의 편의(偏倚, 어긋남)를 검출하며, 검출한 편의량(偏倚量)을 근거로, 테이블(12)의 회전각이나 공구(3)의 절삭깊이 방향(도면의 X방향)의 위치 지령을 보정한다. 각 측의 숫돌(3)과 카메라(5)는, 각각의 측에 설치한 X방향 이송대(21, 21)에 탑재되어 있으며, 카메라(5)로 검출된 X방향의 편의량이 그대로 숫돌(3)의 X방향의 위치의 보정치로 된다.

도 8에 나타낸 장치는, 워크(w)를 고정한 테이블(12)의 연직축(P) 둘레의 회전각(θ)과, 테이블 중심(P)을 향해서 도면의 X방향으로 접근 및 이격(離隔)하는 공구(3)의 이동량(x)을 관련지어 제어함(이하,「컨투어링 방식」이라 한다.)으로써, 워크(w)에 자유로운 형상의 주연 가공을 행하는 장치이다. 이 주연 가공 장치에서는, 테이블을 회전시키거나 카메라(5)를 도면의 지면(紙面) 직각 방향으로 이동시킴에 의해, 공구(3)를 X방향으로 이동시키는 가로 이송대(21)에 탑재한 1개의 카메라(5)로 테이블(12)상에 놓여진 워크(w)의 복수 개소의 모퉁이를 검출함으로써, 테이블(12) 상에서의 워크(w)의 위치 및 각도의 편의를 검출하고, 검출한 편의량에 근거하여, 테이블(12)의 회전각이나 공구(3)의 X축 방향의 위치 지령을 보정한다.

또한, 선반 등의 금속가공기계에 있어서도, 기내에 카메라를 설치하여 해당 카메라로 촬영한 화상을 제어반의 디스플레이에 표시함으로써, 수동 조작으로 테스트 가공을 실시할 때 등의 오퍼레이터에 의한 기계의 동작 확인을 용이하게 한 장치가 제안되어 있다.

기계는, 운전에 따른 발열이나 환경 온도의 변화에 의해서 열변형한다. 공작기계에서는, 기계의 부분적인 열변형이나 워크와 기계의 열변형의 차이에 의해서 가공 오차가 생긴다. 또한, 기계는 장기간의 사용에 의해, 슬라이딩부의 마모나 베어링의 손상 등에 의해, 느슨함이 발생한다. 이 느슨함도 또한 공작기계의 가공 정밀도를 저하시켜, 불량품을 발생시키는 원인으로 된다. 불량품이 발생했을 때는, 그 원인을 규명하기 위해서 기계 정밀도의 측정이 행해진다. 또한, 그러한 불량품의 발생을 미연에 막기 위해서는, 정기적으로 기계 정밀도의 측정을 행할 필요가 있다.

부재의 마모 등에 의한 공작기계의 가공 정밀도의 저하는, 칼날대 등의 직선 이동 부재의 위치 결정 정밀도의 저하와, 주축이나 선회 테이블 등의 회전 부재의 회전 위치 결정 정밀도의 저하가 주된 요인이다. 직선 이동 부재의 정밀도의 계측은, 도 9에 나타낸 바와 같이, 소정 위치로 위치 결정한 직선 이동 부재(51)의 실제의 위치를 다이얼 게이지나 접촉 센서(52)로 검출함에 의해 행해지며, 회전 부재의 회전각의 정밀도는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 회전 부재(53)에 다면경(多面鏡, 54)을 부착하여, 각 반사면(55)이 오토콜리미터(56) 등의 광학 측정기를 향했을 때의 투사광과 반사광의 어긋남에 의해 계측된다.

즉, 기계의 각 부재의 이동축이나 회전축에 대해서, 그들의 정밀도를 계측하는데 필요한 측정기를 소정의 개소에 부착하여, 부재가 있어야 할 위치와 실제의 위치와의 편의량의 측정치로부터 해당 부재의 구동원(써보모터 등)에 부여되는 지령치를 보정하는 보정치(보정 파라미터)를 구하여 제어기에 설정함으로써, 소망한 가공 정밀도가 유지되도록 한다.

(특허 문헌 1) 일본 공개특허 2013－035089호 공보

공작기계의 정밀도 저하를 인식하지 않는 채 기계를 계속 사용하여 불량품을 발생시키면, 다대한 손실을 초래하게 되므로, 정기적으로 기계 정밀도를 측정하여 기계의 정밀도 저하나 열변형에 대응한 보정치를 설정함으로써, 가공 정밀도의 유지를 도모하는 것은 매우 중요하다.

그러나, 불량품의 발생을 확실히 방지하려고 하면, 빈번하게 기계 정밀도의 확인(측정)을 하지 않으면 안되며, 종래의 기계 정밀도의 측정 방법으로는 장시간 기계를 정지하고 측정을 실시할 필요가 있어, 측정을 위한 작업 부담도 컸다. 즉, 측정을 위해서는 기계를 정지하여, 기계가 구비하는 복수의 이동 부재나 회전 부재에 대해서, 그 이동 방향마다 픽 테스터나 오토콜리미터 등의 측정기를 부착하여 계측할 필요가 있으며, 고가의 측정기를 필요로 하는 것 외에도 고도의 측정 기술과 다대한 작업시간을 필요로 한다. 그리고, 이 측정 동안, 워크의 가공 작업이 정지하므로, 생산성도 저하되는 등, 경제적 부담 및 계측 작업자의 작업 부담이 크다는 문제가 있었다.

본 발명은, 워크의 연속 가공중에, 그 가공을 행하는 공작기계의 이동 부재나 회전 부재, 특히 가공 정밀도에 크게 영향을 줄 우려가 있는 이동 부재나 회전 부재의 위치 결정 정밀도를 계측하고, 필요에 따라서 제어기에 등록되는 보정치를 변경하면서 연속 가공을 계속할 수 있으며, 나아가 그들 부재를 지지하는 베어링이나 구동계의 손상에 의한 고장의 발생을 예지하는 것도 가능한 공작기계를 얻는 것을 과제로 한다.

본 발명은, 기계 내부의 화상을 취득하는 카메라(5)를 구비하고, 제어기(4)는 가공 프로그램에 따라서 생성되는 지령치를 설정되어 있는 보정치로 보정하여 각 구동장치를 동작시킴에 의해 워크의 연속 가공을 행하는 공작기계에 있어서, 이동대(21) 내지 회전대(12)에 워크(w)가 반입되었을 때, 카메라(5)로 반입된 워크(w)의 위치 어긋남을 검출하고, 검출된 위치 어긋남에 근거하여 워크 1개마다 워크(w)의 위치 어긋남 차이에 의한 보정치를 연산하여 제어기(4)로 설정하여 워크(w)의 가공을 실시하고, 워크가 반출되었을 때, 상기 카메라(5)를 이용하여 정기적으로 이동대(21) 내지 회전대(12)의 동일 부위를 촬영해서 취득한 화상으로부터 기계의 편의량의 변화를 측정하는 것을 특징으로 하는 기계의 자기 진단 방법, 및, 그 진단 결과를 바탕으로, 상기 이동대 내지 회전대에 대한 동작 지령의 보정치의 설정 내지 변경을 행하는 것을 특징으로 하는 보정치의 자동 설정 방법을 제공함으로써, 상기 과제를 해결한 것이다.

제어기(4)는, 자기 진단 프로그램 및 카메라(5)를 촬상 대상이 되는 이동대 내지 회전대의 소정 개소에 위치 결정하는 위치 결정 수단, 화상을 취득하는 화상 취득 수단, 취득 화상으로부터 소정 개소의 현실의 위치를 검출하는 위치 검출 수단, 상기 검출한 위치와 제어기에 등록 내지 기억한 본래의 위치와의 편의를 연산하는 연산 수단을 구비하고, 또한, 연산한 편의로부터 테이블이나 이송대의 각 제어축방향의 보정치를 연산하는 보정치 연산 수단, 및 연산한 보정치를 제어기의 소정의 기억 영역에 기억하는 보정치 설정 수단을 구비한다.

자기 진단 프로그램은, 기계의 운전 시간이나 워크 가공수가 제어기에 미리 등록한 자기 진단 간격에 도달한 후의 가공 동작 종료시에 호출된다. 자기 진단 프로그램은, 상기 위치 결정 수단에 의해 테이블, 그 외의 회전대나 이송대와 카메라를 계측 위치로 이동하고, 화상 취득 수단으로 해당 위치에서 카메라의 화상을 취득하며, 위치 검출 수단에 의해 상기 화상으로부터 검출 대상 개소의 위치를 검출하여, 편의연산 수단에 의해 검출 대상 개소의 본래 있어야 할 위치로부터의 편의를 검출한다. 이들 조작을 복수회 반복함에 의해, 복수의 편의량을 구한다. 그리고, 이들 편의량으로부터 테이블이나 이송대의 각 제어축 방향의 보정치를 연산하여 제어기에 설정되어 있는 보정치를 새로 연산한 보정치로 갱신한다.

상기 순서에 있어서, 검출 내지 연산한 복수의 편의량 상호 내지 보정치 상호의 차이가 미리 등록한 문턱치를 넘을 때는 경고를 발하고, 필요한 경우에는 연속 가공을 종료하여 기계를 정지시킨다.

본 발명의 자기 진단 방법에 의하면, 오퍼레이터의 관리나 작업을 전혀 필요로 하지 않고 기계 정밀도의 저하에 의한 불량품의 발생 우려가 사전에 검지되기 때문에, 불량품의 발생을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 기계 고장으로 이어질 우려가 있는 기계의 느슨함이나 변형을 검지했을 때에 경고를 발함에 의해, 기계 고장을 사전에 방지할 수 있다.

또한, 기계 내부에 설치되어 있는 카메라를 이용하여, 진단의 타이밍 및 계측 동작, 그리고 계측 결과의 판정까지가 프로그램 동작으로 행해지기 때문에, 오퍼레이터의 숙련을 필요로 하지 않고 누구라도 현상(現狀)의 기계 정밀도를 파악할 수 있다.

또한, 계측에 이용하는 카메라는, 워크의 위치 결정 확인이나 가공 정도 계측용의 카메라를 사용하므로, 기계의 편의를 측정하기 위한 고가의 측정기를 준비할 필요가 없고, 계측 작업을 위해서 긴 시간 기계를 정지시키는 일도 없으므로, 계측에 요하는 비용이나 기계 가동의 손실을 큰 폭으로 경감할 수 있다.

또한, 본 발명의 보정치 자동 설정 방법에 의하면, 상기의 자기 진단법에 의한 효과가 발휘되는 외에, 보정치의 산출 오류나 입력 오류 등의 인위적 오류를 방지할 수 있고, 보정치가 자동적으로 변경되어 연속 운전을 계속할 수 있으므로, 높은 가공 정밀도를 유지할 수 있는 동시에, 기계 가동률의 향상에 의한 생산성의 향상과 오퍼레이터의 작업 부담의 경감을 도모할 수 있다고 하는 효과가 있다.

도 1은 주연 가공 장치의 측면도이다.
도 2는 도 1의 장치의 주요한 기기 배치를 나타내는 평면도이다.
도 3은 컨투어링 방식의 가공을 나타내는 설명도이다.
도 4는 취득한 카메라의 화상의 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 연속 가공 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 6은 자기 진단 및 보정치의 설정 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 7은 대형 유리판의 주연 가공 장치 예를 나타내는 모식적인 사시도이다.
도 8은 소형 내지 중형 유리판의 주연 가공 장치의 예를 나타내는 모식적인 사시도이다.
도 9는 이동대의 위치 계측의 종래 예를 나타내는 모식도이다.
도 10은 회전대의 회전각 계측의 종래 예를 나타내는 모식도이다.

이하, 컨투어링 방식의 주연 가공 장치를 예로 들어, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 도면은 이런 종류의 주연 가공 장치의 일례를 나타내는 도면으로서, 특허 문헌 1에서 제안하고 있는 장치이며, 도 1은 측면도, 도 2는 요부의 기기 배치를 나타내는 평면도이다.

도면에 있어서, 1은 워크축이다. 워크축(1)은, 연직 방향의 중공(中空)의 회전축으로서, 상단에 테이블(12)이 설치되어 있으며, 가공되는 워크(유리판, w)는, 테이블(12)의 상면에 수평 자세로 유지된다. 테이블(12)의 상면에는, 워크축(1)의 중공 구멍을 통해 부압이 공급되며, 워크(w)는, 하면(下面)이 진공 흡착되어 테이블(12)에 고정된다. 워크축(1)의 하단에는, 주축 모터(써보모터, 15)가 연결되어 있으며, 상기 주축 모터(15)는, 써보 앰프(41)를 통해 제어기(4)에 접속되고, 제어기(4)의 지령에 의해서 워크축(1)의 회전각이 제어된다.

워크축(1)의 상방에는, 가로 이송대(21)가 설치되어 있다. 가로 이송대(21)는, 도시하지 않은 수평 방향의 가로 가이드에 이동 가능하게 안내되어, 가로 이송 모터(써보모터, 23)로 회전 구동되는 가로 이송 나사(24)에 나사결합되어 있다. 가로 이송 모터(23)는, 제어기(4)에 접속되어 있으며, 가로 이송대(21)의 이동 위치가 제어기(4)에 의해서 제어된다.

가로 이송대(21)에는, 세로 이송대(25)가 설치되어 있다. 세로 이송대(25)는, 가로 이송대(21)에 고정한 연직 방향의 세로 가이드에 이동 가능하게 장착되고, 세로 이송 모터(26)로 회전 구동되는 세로 이송 나사(27)에 나사결합된다.

세로 이송대(25)에는, 연직 방향의 숫돌축(31)이 축지지되고, 이 숫돌축의 하단에 숫돌(3)이 장착되어 있다. 숫돌축(31)의 상단은, 톱니형 벨트(33)를 매개로 숫돌 구동 모터(34)에 연결되어 있다. 도면의 장치는, 숫돌축이 1개이지만, 복수의 숫돌축을 설치하여 지름이나 형상이 다른 복수의 숫돌을 장착 가능한 장치도 많이 이용되고 있다.

워크축(1)의 축심 및 숫돌축(31)의 축심은, 가로 이송대(21)의 이동 방향과 평행한 동일 연직면(s) 상에 위치한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 컨투어링 방식으로는, 제어기(4)로 가로 이송대(21)의 이동량(즉, 숫돌(3)의 이동량)(x)과 워크축(1)의 회전각(θ)을 관련지어 제어함으로써, 소망한 평면 형상의 주연 가공을 행한다.

가로 이송대(21)의 정위치에는, 테이블(12)상에 반입된 워크의 화상을 취득하기 위한 카메라(5)가 설치되어 있다. 이 카메라(5)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 그 광축이 상기 연직면(s)을 통과하는 위치에 설치되어 있다.

테이블(12)의 각부(角部, A, B)의 상면에는, 각각 마크(a, b)가 각설(刻設)되어 있다. 테이블(12) 상에서의 이 마크(a, b)의 위치는 알고 있기 때문에, 테이블(12)을 회전하여 마크(a, b)를 상기 연직면(s)에 위치시켰을 때의 워크축(1)의 원점 각도로부터의 회전각과, 연직면(s)상에 위치한 마크에 카메라(5)의 광축을 일치시킬 때의 가로 이송대의 이동 위치는, 연산에 의해서 구할 수 있다.

여기에, 제어기(4)로 가로 이송 모터(23)와 주축 모터(15)를 회전시켜, 마크(a)를 카메라(5)의 광축의 위치에 위치 결정하여, 카메라(5)로 각부(A)의 화상을 취득한다. 도 4는, 카메라가 취득한 화상의 예를 나타낸 도면이다. 취득한 화상으로부터 마크(a)의 화상 중심으로부터의 위치를 검출할 수 있다. 다음으로, 테이블(12)를 180도 회전하고, 필요하면 가로 이송대(21)를 이동하여, 마크(b)를 카메라(5)의 광축의 위치에 위치 결정하며, 카메라(5)로 각부(B)의 화상을 취득한다.

이와 같이 하여 취득한 화상 상의 마크(a, b)의 카메라 광축으로부터의 편의를 계측함으로써, 테이블(12)의 회전각의 오차(초기 위치로부터의 어긋남) 및 가로 이송대(21)의 위치 결정 오차를 계측할 수 있다. 또한, 테이블(12) 및 가로 이송대(21)를 반대 방향으로부터 회전 및 이동하여 마크(a, b)를 카메라(5)의 광축에 일치시켜 동일한 계측을 행함에 의해, 반대 방향에서 계측했을 때의 오차와 최초로 계측했을 때의 오차와의 차이에 의해, 마모 등에 의해 생긴 기계의 느슨함을 계측할 수 있다.

아울러, 테이블(12)에 마크(a, b)를 각설하지 않는 경우에도, 화상 상에 있어서의 테이블의 주연의 선의 교점으로부터 테이블(12)의 모퉁이를 검출할 수 있다. 이 경우에는, 테이블(12)의 대상으로 되는 모퉁이(A, B)가 있어야 할 위치에 광축(Co)을 위치 결정한 카메라(5)로 테이블의 각부(A)의 화상을 취득하고, 이어서 테이블(12)을 180도 회전하여 각부(B)의 화상을 취득한다. 취득한 화상에는, 테이블의 가장자리의 영상으로서 직교하는 2개의 선분(線分)이 비치고 있기 때문에, 이 2개의 교점의 화상 상에서의 좌표를 취득할 수 있다.

상기와 같이 하여 취득한 마크(a, b) 내지 모퉁이(A, B)의 정점의 위치를 비교함으로써, 다음과 같은 내용의 기계 상태의 자기 진단 및 그 계측 결과에 근거한 보정 처리를 행할 수 있다.

(1) 기계의 사용 개시시 및 그 후의 제어기에 미리 등록한 기계 가동 시간이나 가공 개수마다, 테이블의 X 및 Y방향의 어긋남 양을 비교하여, 열편의(熱偏倚)의 상황을 확인한다. 또한, 어긋남 양을 바탕으로, 열편의의 어긋남을 보정하는 보정치를 제어기에 자동으로 설정한다.

(2) 테이블 및 가로 이송대를 정지한 상태에서 동일 개소를 복수회 촬영하고, 그들의 화상에 있어서의 마크(a, b)나 모퉁이(A, B)의 정점의 위치를 비교함으로써, 기계 진동의 상태를 확인할 수 있다. 비교한 위치의 편차가 미리 등록한 문턱치보다 클 때는, 예를 들면 가로 이송대의 구동계에 생긴 헐거움의 증대 등을 생각할 수 있으므로, 경고를 발하여 오퍼레이터에게 주의를 촉구한다.

(3) 테이블을 같은 각도로 반복해서 위치 결정하여 동일 개소를 촬영하고, 그들의 화상에 있어서의 마크(a, b)나 모퉁이(A, B)의 정점의 위치를 비교함으로써, 테이블을 지지하고 있는 주축 베어링 등의 테이블 지지계나 주축 모터 등의 구동계의 이상을 검출할 수 있으며, 이상으로 판정되었을 때에 경고를 발한다.

다음으로 도 5 및 도 6을 참조하여, 상술한 장치에 있어서의 본 발명의 자기 진단 및 기계 정밀도의 보정 방법을 설명한다. 우선, 연속 가공을 개시하기에 앞서, 제어기(4)에 운전 시간을 계시(計時)하는 타이머를 설치하고, 자기 진단을 실시하는 시간 간격과 허용되는 느슨함(헐거움)의 허용치를 설정해 둔다.

연속 가공 순서를 나타내는 도 5에 있어서, 가공이 개시되면, 제어기(4)는, 반입 반출 장치로부터의 워크 반입 완료 신호를 기다린다. 워크가 반입되면, 예를 들면 특허 문헌 1에 기재된 순서로 테이블(12) 상에 반입된 워크(w)의 위치 어긋남을 검출하고, 상기 검출된 위치 어긋남에 근거하여 워크 1개 마다 해당 워크의 위치 어긋남에 의한 보정치를 연산하여 제어기에 설정한다. 그리고, 테이블 상의 1개의 워크의 가공을 행하고, 가공이 종료하면 종료 신호를 반입 반출 장치에 보내어 테이블(12) 상으로부터의 워크(w)의 반출을 기다린다. 워크가 반출되면, 도 6에서 설명하는 자기 진단 프로그램을 실행하고, 제어가 회복하면 다음의 워크가 있으면 최초로 돌아와 다음 워크의 반입을 기다린다. 다음 워크가 없으면 연속 가공 순서를 종료한다.

도 6은, 자기 진단 프로그램의 순서이다. 이 순서에는, 기계 정밀도의 보정 순서가 포함되어 있다. 이 순서의 실행이 개시되면, 우선 제어기(4)에 마련한 운전 시간 타이머로 계시되어 있는 운전 시간이 자기 진단을 실행하는 시간 간격에 도달하였는지 아닌지가 판단되고(스텝 61), 도달하지 않았으면 즉시 종료하여 연속 가공 순서로 돌아온다. 자기 진단의 시간 간격에 도달한 경우에는, 미리 등록되어 있는 각도로 테이블(12)를 회전시키는 동시에, 미리 등록되어 있는 위치에 가로 이송대(21)를 이동하여, 제1 마크(a)를 카메라(5)의 광축 상에 위치시킨다(스텝 62). 그리고, 카메라(5)의 화상을 취득하고(스텝 63), 취득한 화상으로부터 마크(a)를 검출하여 그 본래의 위치(광축 중심)로부터의 편의를 검출한다(스텝 64). 다음으로 테이블을 180도 회전하여, 카메라의 화상을 취득함에 의해 마크(b)를 검출하여, 그 있어야 할 위치로부터의 편의를 검출한다(스텝 65~68). 이 2개의 마크(a, b)의 편의로부터 테이블의 회전각의 편의와, 테이블 중심과 가로 이송대(21)와의 X방향(가로 이송대의 이송방향)과 이와 직교하는 Y방향의 편의를 연산할 수 있는데, Y방향의 편의가 가공 정밀도에 미치는 영향은 작기 때문에, 테이블 각도와 가로 이송대의 위치편의를 보정하기 위한 제1 보정치를 구하여 기억한다(스텝 69).

다음으로 테이블(12)과 가로 이송대(21)를 반대 방향으로부터 이동하여 동일한 조작에 의해 마크(a)와 마크(b)의 화상을 취득하여, 상기와 동일하게 제2 보정치를 연산한다(스텝 70~77). 그리고, 제1과 제2 보정치의 차이가 등록된 헐거움의 허용치보다 클 때는, 이를 제어기에 대한 보정치의 설정에 의해 해소하는 것은 곤란하므로, 경고를 발하여 운전을 정지한다. 만약, 제1과 제2 보정치의 차이가 허용치 이하이면, 그들 보정치의 평균치를 현재 보정치로서 설정하고(스텝 78), 운전 시간 타이머를 리셋하여 연속 가공 순서로 돌아온다.

상기의 실시예에 나타낸 장치 및 순서는, 테이블의 회전과 공구의 X방향만의 이동에 의해 워크의 가공을 행하는 것이지만, 공구를 X, Y방향으로 이동하여 가공을 행하는 장치에서는, 테이블 상에 설정한 일 개소를 카메라로 촬영한 화상으로부터 X, Y 양방향의 편의를 검출함으로써, 경시 변화나 열편차에 의한 공구와 테이블의 상대 위치 관계의 변화를 검출하고, 자동으로 이들 편의를 보정하기 위한 보정치를 제어기에 설정한다.

또한, 상기의 자기 진단 순서에 있어서의 스텝 63이나 66에서 기계를 정지시킨 채로 동일 개소를 복수회 촬영하여, 그들 상호의 화상의 편의를 검출함으로써, 기계 진동의 확인을 행하는 것이 가능하고, 그 복수회의 화상에 있어서의 대상물의 화상의 위치에 설정된 허용치를 넘는 편차가 있을 때는, 어떠한 이상이 발생한 것으로서 경고를 발하도록 할 수 있다.

또한, 상기의 자기 진단 순서에 있어서의 스텝 62~67을 반복하여 복수의 화상을 취득하고, 그 화상 상호의 대상물의 위치의 편차를 확인할 수 있다. 이 편차가 클 때는, 예를 들면 주축 모터(15)를 포함하는 주축의 구동계나 주축을 축지지하는 베어링, 혹은 가로 이송대(21)의 구동계에 이상이 발생한 것으로 생각되므로, 이러한 경우에도 그 편차의 양이 미리 설정된 허용치를 넘을 때는, 경고를 발하여 기계의 점검을 촉구할 수도 있다.

상기 실시예에서 설명한 공작기계는, 컨투어링 방식에 의한 유리판의 주연 가공 장치이지만, 도 7에 나타낸 장치나 공구를 2차원 평면상에서 이동하여 가공을 행하는 머시닝센터와 같은 기계에도 본 발명의 방법을 채용할 수 있다. 특히, 카메라가 공구의 절입 방향으로 보내는 이송대에 탑재되어 있는 기계에 있어서는, 카메라와 공구와의 상대 위치 관계가 변화하지 않고, 검출된 편의량을 그대로 상기 방향의 보정치로 할 수 있으므로, 본 발명의 방법이 특히 유효하다.

이상과 같이, 본 발명의 방법에 의하면, 기존의 장치에 검출기나 계측기를 추가 설치하지 않고, 제어기에 자기 진단 프로그램과 각종 허용치를 등록하여 연속 가공중에 적시 자기 진단 프로그램을 호출하는 것만으로 기계 정밀도의 진단과 각각의 시점에 있어서의 기계의 열편의 등에 응한 보정치를 설정하는 것이 가능하게 되며, 나아가 자기 진단 프로그램으로 복수의 화상을 취득하여 그들을 상호 비교함으로써 기계의 이상이나 고장을 발견할 수 있으므로, 불량품의 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니고, 기계의 마모나 고장을 초기 단계에서 발견할 수 있다고 하는 효과가 있다.

1　워크축
3　숫돌
4　제어기
5　카메라
12　테이블
15　주축 모터
21　가로 이송대
23　이송 장치(가로 이송 모터)
A,B　테이블의 각부
a,b　각부에 각설한 마크
P　테이블의 중심
w　워크

Claims (4)

1. 기계 내부의 화상을 취득하는 카메라를 구비하고, 제어기는 가공 프로그램에 따라 생성되는 지령치를 설정되어 있는 보정치로 보정하여 가공에 이용하는 이동대 내지 회전대의 각 구동장치를 동작시킴에 의해 워크의 연속 가공을 행하는 공작기계의 기계 정밀도의 자기 진단 방법에 있어서,
   상기 이동대 내지 회전대에 워크가 반입되었을 때에, 상기 카메라로 반입된 워크의 위치 어긋남을 검출하고, 검출된 위치 어긋남에 근거하여 워크 1개 마다 해당 워크의 위치 어긋남에 의한 보정치를 연산하여 제어기로 설정하여 워크의 가공을 행하고, 워크가 반출되었을 때에 정기적으로 상기 카메라로 상기 이동대 내지 회전대의 동일 개소를 촬영하여 취득한 화상으로부터 기계의 편의량의 변화를 검출하고, 검출된 편의량이 제어기에 설정한 문턱치를 넘었을 때에 경고를 발하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 자기 진단 방법.
2. 제 1 항에 기재된 방법으로 검출한 편의량이 상기 문턱치를 넘지 않는 것을 조건으로 하여, 상기 편의량의 변화에 근거해서, 상기 이동대 내지 회전대에 대한 동작 지령의 보정치의 설정 내지 갱신을 행하는 것을 특징으로 하는 공작기계에 있어서의 기계 정밀도의 보정 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 카메라로 상기 이동대 내지 회전대의 동일 개소를 복수회 촬영하여 취득한 복수의 화상의 각각으로부터 기계의 편의량을 검출하고, 검출한 복수의 편의량의 편차가 제어기에 설정한 문턱치를 넘었을 때에 경고를 발하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 자기 진단 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 이동대 내지 회전대를 정지시킨 상태에서 상기 복수의 화상을 취득하는 공작기계의 자기 진단 방법.

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