JP2002210635A

JP2002210635A - 電動チャックによる工作物寸法の計測方法

Info

Publication number: JP2002210635A
Application number: JP2001004861A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Segawa; 保則瀬川; Mamoru Kubota; 守久保田
Original assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Current assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2001-01-12
Publication date: 2002-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】工作機械の電動チャックによって工作物を把持
する際に、把持爪の位置を検出して工作物の寸法を測定
できるようにした工作物寸法の計測方法を提供する。【解決手段】工作機械の基体に設けられたフレームに支
持されたチャック１５の把持爪３０により工作物を把持
して工作物の寸法を計測する電動チャックによる工作物
寸法の計測方法であって、前記チャックは、前記把持爪
を位置制御可能な駆動モータ４によって開閉して工作物
を把持するものであるとともに、把持した工作物を加工
工具により加工することが可能なものであり、前記把持
爪の位置と工作物寸法との関係を記憶する手順と、前記
工作機械で加工された工作物の所定の加工部位を前記把
持爪により所定の把持条件で把持し、そのときの前記把
持爪の位置から前記加工部位の実測寸法を求める手順と
を有するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の電動チ
ャックによって工作物を把持する際に、電動チャックの
把持爪の位置を検出して工作物の寸法を測定できるよう
にした工作物寸法の計測方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】旋盤等の工作機械の主軸端には工作物を
つかむためのチャックが取り付けられている。このチャ
ックの把持爪の開閉駆動は、油圧シリンダ、空圧シリン
ダ等によって行うものや、再公表特許公報ＷＯ９８／３
６８６３号に記載されているような駆動モータによって
行うものが公知である。このようなチャックに工作物を
把持して、工作物の加工を行った後、工作物の加工部位
の寸法を測定するには、専用の寸法測定装置や寸法測定
用工具を設置して寸法測定を行わなければならなかっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】工作物の加工を行った
直後に工作物の加工部位の寸法を測定することは、工作
物の加工寸法の確認や加工の良否の判定に利用でき、さ
らには、次の工作物の加工寸法が寸法公差の範囲から出
ないように加工工具の位置を補正するために工具補正量
を修正することにも応用できるため有用である。しか
し、そのために専用の寸法測定装置や寸法測定用工具を
工作機械に設置することは、工作機械のコストを上昇さ
せることになる。また、寸法測定装置や寸法測定用工具
によって、工作物の寸法を測定するためには、寸法測定
用の機械の動作が必要となり、寸法測定のための時間が
かかるため、生産工程全体としての生産能率が低下して
しまうという問題点があった。

【０００４】また、加工時に工作物を把持するための従
来のチャックは工作物の寸法を測定することを想定して
おらず、工作物の寸法を測定するためのハードウェアお
よびソフトウェアが用意されていない。したがって、加
工用のチャックによって工作物の寸法を測定することは
できなかった。

【０００５】そこで、本発明は、工作機械の電動チャッ
クによって工作物を把持する際に、電動チャックの把持
爪の位置を検出して工作物の寸法を測定できるようにし
た工作物寸法の計測方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電動チャックによる工作物寸法の計測方法
は、工作機械の基体に設けられたフレームに支持された
チャックの把持爪により工作物を把持して工作物の寸法
を計測する電動チャックによる工作物寸法の計測方法で
あって、前記チャックは、前記把持爪を位置制御可能な
駆動モータによって開閉して工作物を把持するものであ
るとともに、把持した工作物を加工工具により加工する
ことが可能なものであり、前記把持爪の位置と工作物寸
法との関係を記憶する手順と、前記工作機械で加工され
た工作物の所定の加工部位を前記把持爪により所定の把
持条件で把持し、そのときの前記把持爪の位置から前記
加工部位の実測寸法を求める手順とを有するものであ
る。

【０００７】また、上記の電動チャックによる工作物寸
法の計測方法において、前記把持爪の位置は、前記駆動
モータの回転角度位置によって検出するものであること
が好ましい。

【０００８】また、上記の電動チャックによる工作物寸
法の計測方法において、前記把持爪の位置と工作物寸法
との関係を記憶する前記手順は、既知の寸法の基準被把
持物を前記把持爪により把持する手順と、前記基準被把
持物を把持した状態で、前記基準被把持物の既知寸法を
入力する手順とを有するものであることが好ましい。

【０００９】また、上記の電動チャックによる工作物寸
法の計測方法において、前記加工部位の最大許容寸法お
よび最小許容寸法を入力する手順と、前記実測寸法と前
記最大許容寸法および前記最小許容寸法とから工作物の
合否判定を行う手順とを有することが好ましい。

【００１０】また、上記の電動チャックによる工作物寸
法の計測方法において、前記加工部位の目標寸法を入力
する手順と、前記加工部位を加工する工具の工具補正番
号を入力する手順と、前記目標寸法と前記実測寸法との
差を求め、この差を前記工具補正番号の工具補正量に加
算する手順とを有することが好ましい。

【００１１】また、本発明の電動チャックによる工作物
寸法の計測方法は、工作機械の基体に設けられたフレー
ムに支持された一つまたは複数のチャックの把持爪によ
り工作物を把持して工作物の寸法を計測する電動チャッ
クによる工作物寸法の計測方法であって、前記チャック
は、前記把持爪を位置、移動速度および把持力の制御可
能な駆動モータによって開閉して工作物を把持するもの
であるとともに、把持した工作物を加工工具により加工
することが可能なものであり、前記工作物の加工に適し
た所定の加工用移動速度および加工用把持力で前記把持
爪により前記工作物を把持し、前記工作物に対して所定
の加工を行う手順と、前記工作機械で加工された前記工
作物の所定の加工部位を、計測に適した所定の計測用移
動速度および計測用把持力で前記チャックまたは別のチ
ャックの前記把持爪により把持し、そのときの前記把持
爪の位置から前記加工部位の実測寸法を求める手順とを
有するものである。

【００１２】また、上記の電動チャックによる工作物寸
法の計測方法において、前記計測用移動速度は前記加工
用移動速度よりも小さく設定され、前記計測用把持力は
前記加工用把持力よりも小さく設定されていることが好
ましい。

【００１３】また、上記の電動チャックによる工作物寸
法の計測方法において、前記加工部位の実測寸法を求め
る手順の後に、前記工作物の加工に適した所定の加工用
移動速度および加工用把持力で前記把持爪により前記工
作物を把持し、前記工作物に対して次の工程の加工を行
う手順を有することが好ましい。

【００１４】また、上記の電動チャックによる工作物寸
法の計測方法において、既知の寸法の基準被把持物を前
記把持爪により把持する手順と、前記基準被把持物を把
持した状態で、前記基準被把持物の既知寸法を入力する
手順とを有するものであることが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。図１は、本発明を適用するチャッ
ク１５の断面図である。チャック１５は、工作機械の主
軸２の先端に取り付けられている。なお、工作機械とし
ては、ここではＮＣ（数値制御）旋盤の例を示している
が、ターニングセンタ、研削盤などの他の工作機械であ
ってもよい。

【００１６】主軸２は、主軸台１に回転可能に支持さ
れ、主軸モータ４によって回転駆動される。ＮＣ旋盤の
主軸台１の前面の内孔には、円筒状のベアリングリテー
ナ１ａが固定されている。転がり軸受３の内輪はナット
９により主軸２に固定されている。ベアリングリテーナ
１ａの内孔には軸受３の外輪が挿入支持され、この軸受
３により主軸２が回転可能に主軸台１に支持されてい
る。ベアリングリテーナ１ａの前面には、フロントカバ
ー１ｂが固定されている。主軸２の外周には、主軸モー
タ４としてのビルトインモータのローター５が固定され
ている。ローター５の外周位置には、コイルが巻かれて
いるステーター６が配置され、ステーター６は主軸台１
に固定されている。

【００１７】ステーター６のケース７の外周には、冷却
油を通すための冷却路８が形成されている。冷却路８に
冷却油を通すことにより、主軸モータ４からの発熱を冷
却油が吸収して冷却する。ビルトインモータの構造、機
能は公知であり、その詳細な説明はここでは省略する。
主軸２および主軸台１の後部には、主軸２の回転速度お
よび回転角度位置を検出するための検出器４１２（図２
参照）、主軸２を主軸オリエンテーション位置に位置決
めするための主軸オリエンテーション用センサ等よりな
る主軸オリエンテシーション機構が設けられている。

【００１８】すなわち、この主軸モータ４は、ＮＣ装置
５０（図２参照）により、検出器４１２からの速度フィ
ードバック信号で主軸２を所定の回転速度で回転させる
だけでなく、検出器４１２からの位置フィードバック信
号で主軸２の回転角度位置、すなわちチャック１５の把
持爪３０の移動位置を位置決め制御可能な制御モータと
なる。

【００１９】主軸２の前端面には他の部分より直径が大
きい主軸端１０が一体に形成されている。この主軸端１
０は、面板、チャック、センタ等を取り付けるための部
分である。主軸端１０の前端面１１には、円形の面板１
２がボルト１３により固定されている。面板１２には、
チャック１５が取り付けられている。面板１２の前端面
１６には、チャック１５を構成する部品であるスクロー
ル１７がボルト１８で固定されている。スクロール１７
の前端面には、主軸２の中心線を中心とする渦巻き状の
スクロール溝１９が形成されている。

【００２０】スクロール１７の外周には本体部２０が配
置されている。本体部２０は、前端面側が小径穴となる
ように閉じた円筒状の第１部材２１とこれに係合する環
状の第２部材２２とで構成されている。第１部材２１の
開放された後面にはボルト２３で環状の第２部材２２が
固定されている。第２部材２２は、スクロール１７の外
周側に軸受２９により回転可能に支持されており、結
局、本体部２０全体もスクロール１７の外周に回転可能
に支持されている。

【００２１】第１部材２１の前端面には等角度で、かつ
半径方向に３本のマスタージョー案内溝２５が形成さ
れ、各マスタージョー案内溝２５にマスタージョー２６
が摺動自在に挿入されている。マスタージョー２６の後
面（スクロール１７側の面）には、スクロール歯２８が
形成されている。マスタージョー２６の前面には、工作
物を直接つかむ把持爪３０がボルト３１で固定されてい
る。

【００２２】マスタージョー２６のスクロール歯２８と
スクロール１７の前面のスクロール溝１９とは噛み合っ
ている。このため、本体部２０の回転を止めて主軸２を
駆動するとスクロール１７が回転し、マスタージョー２
６は半径方向に駆動されて把持爪３０とともに移動し工
作物を把持および解放する。なお、把持爪３０とマスタ
ージョー２６は、一体に構成したものであってもよい。
また、把持爪３０が３個設けられているものを示した
が、これに限らず、把持爪が任意の複数個設けられてい
るものでもよい。

【００２３】チャック固定手段４０は、本体部２０を回
転しないように主軸台１に固定するための固定機構であ
る。第２部材２２の外周には、位置決め穴４１が主軸２
の中心軸線と直交する方向（半径方向）に形成されてい
る。また、主軸台１の前面でかつチャック１５の外周位
置には、位置決め部材駆動機構４２が配置されている。
位置決め部材駆動機構４２は、位置決め部材４３を有し
ており、これにピストン４４を備えている。

【００２４】位置決め部材４３の先端部は挿入部４５と
して構成され、この挿入部４５は位置決め穴４１に挿入
される。ピストン４４は、シリンダ４６内に摺動自在に
挿入されている。シリンダ４６には圧縮空気、圧油等の
圧力流体が圧力流体路４７から供給されるので、ピスト
ン４４はシリンダ４６の内部を摺動する。位置決め部材
４３の挿入部４５が位置決め穴４１に挿入された位置に
あるか、それとも離脱した位置にあるかは、例えば、近
接スイッチ、リミットスイッチ等のセンサ４８で検知さ
れる。

【００２５】次に、このチャック１５の作動を説明す
る。チャック１５に工作物を把持させるには、まずＮＣ
装置５０（図２参照）からＣ軸／主軸制御部４１０に主
軸割り出し指令を送出し、主軸２をあらかじめ定められ
た角度位置のところに位置決め停止させる。次に、位置
決め穴４１に挿入部４５を挿入し、本体部２０を主軸
台、ベッド等の工作機械の基体に対して回転不可能な固
定状態とする。この固定状態で主軸モータ４により主軸
２を所定の回転速度およびトルクで回転駆動し、把持爪
３０が所定の把持径位置に達するように位置制御する。

【００２６】主軸モータ４の回転駆動により、主軸２と
ともにスクロール１７も回転駆動される。マスタージョ
ー２６のスクロール歯２８とスクロール１７のスクロー
ル溝１９とは噛み合っているので、本体部２０の回転を
止めて主軸２を駆動すると、マスタージョー２６は第１
部材２１のマスタージョー案内溝２５内を半径方向の把
持方向に駆動されて、これと一体の把持爪３０が移動し
工作物を把持する。工作物の把持を解放するときは、主
軸モータ４を逆方向に駆動させると、マスタージョー２
６は第１部材２１のマスタージョー案内溝２５内を半径
方向の解放方向に駆動されて把持爪３０も移動し工作物
を解放する。

【００２７】工作物の解放または把持動作が終了すれ
ば、挿入部４５を位置決め穴４１から引き抜いて、チャ
ック１５の本体部２０を主軸台１等の工作機械の基体に
対して回転可能な解放状態とする。これにより、チャッ
ク１５の本体部２０は主軸２とともに回転駆動すること
が可能となり、チャック１５に把持された工作物は加工
可能な状態となる。

【００２８】図２は、ＮＣ装置５０および各制御モータ
等の構成を示すブロック図である。ＮＣ装置５０として
は、ＮＣ専用機や、個人用小型コンピュータ（以下、パ
ソコンという）の拡張スロットにサーボモータの制御、
シーケンス制御等を行うＮＣボード等を装備して数値制
御機能とパソコン機能とを有するいわゆるパソコンＮＣ
装置が使用できる。ＮＣ装置５０には、種々のデータ処
理を行う情報処理手段としてのＣＰＵ５１が設けられて
おり、ＣＰＵ５１にはバス５２を介して主記憶装置とし
てＲＯＭ５３およびＲＡＭ５４が接続されている。

【００２９】ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５３に記憶されてい
るシステムプログラムおよびデータと、ＲＡＭ５４にロ
ード（メモリ中に読み込むこと）されたプログラムおよ
びデータに従って動作する。このようにＲＡＭ５４にロ
ードされるプログラムとしては、基本プログラムである
ＯＳ（オペレーティング・システム）や数多くあるＮＣ
指令の各ＮＣ指令に応じた処理を行うＮＣ指令処理プロ
グラム、チャック制御プログラム５４１、把持爪位置演
算プログラム５４２、把持力演算プログラム５４３、計
測寸法演算プログラム５４４、工具補正量修正プログラ
ム５４５、計測データ設定プログラム５４６、表示部５
８に対して文字や図形の表示を行う表示制御プログラム
等がある。

【００３０】チャック制御プログラム５４１は、チャッ
ク開閉制御に関連するＮＣ指令の処理を行ったり把持爪
３０の移動制御を行う。把持爪位置演算プログラム５４
２は、チャック１５の把持爪３０の位置と主軸２のＣ軸
座標値との対応関係を演算するプログラムであり、一方
から他方を演算して求める。ここでＣ軸とは、主軸２の
中心軸線回りの角度位置を制御するための制御軸であ
る。把持爪３０の位置は、直径表示により表示、入力さ
れるが、ＮＣ装置５０の内部ではＣ軸座標値に変換して
記憶され管理される。Ｃ軸座標値と把持爪３０の位置
は、原点を適当にとれば比例関係にある。

【００３１】すなわち、Ｃ軸座標値ｃと把持爪位置ｄと
は、ｃ＝ｋ・ｄの関係にある。ｋは変換定数であり、主
軸モータ４からの駆動の減速比、スクロール１７のピッ
チ等に依存する定数である。移動量、速度についても同
じ変換定数ｋによって変換される。把持爪位置演算プロ
グラム５４２は、変換定数ｋによって、Ｃ軸と把持爪の
座標値、移動量、速度を互いに変換する。把持爪位置の
表示部５８への表示は直径値に変換されて表示され、把
持爪位置の入力も直径値によるので作業者にとってわか
りやすい。

【００３２】把持力演算プログラム５４３は、主軸モー
タ４の駆動トルクと把持爪３０による把持力との対応関
係により、一方から他方を演算して求めるプログラムで
ある。トルクと把持力との関係にはチャック１５ごとに
個体差がある等のため、トルクと把持力の対応関係が後
述するトルク較正パラメータ５５２にテーブルとして記
憶されている。

【００３３】計測寸法演算プログラム５４４は、チャッ
ク１５に工作物を把持したときの把持爪３０の位置を検
出し、把持爪３０の位置から工作物の把持部分の寸法を
演算するプログラムである。把持爪３０の摩耗等による
寸法変化によって、把持爪３０の位置と工作物の寸法と
の関係が変化するため、必要に応じて、把持爪３０の位
置と工作物の寸法との関係を記憶し直すようにする。計
測寸法演算プログラム５４４は、最新の把持爪３０の位
置と工作物寸法との関係によって工作物の寸法を演算す
る。

【００３４】工具補正量修正プログラム５４５は、工作
物の目標寸法とチャック１５に把持して実測した寸法と
の差によって、工具の摩耗や欠損を判断し、その工具の
工具補正量の値を修正したり、工具不良を表示したりす
るものである。そして、計測データ設定プログラム５４
６は、把持爪３０の位置と工作物寸法との関係を教示す
ることによって記憶させたり、作業者が入力した計測の
ための設定データをメモリ中に記憶するためのプログラ
ムである。

【００３５】また、ＣＰＵ５１にはバス５２を介してパ
ラメータメモリ５５が接続されている。パラメータメモ
リ５５には、加工に必要な各種パラメータを記憶してお
く。パラメータメモリ５５は、不揮発メモリを使用する
ことによりＮＣ装置５０の電源をオフにしても記憶内容
を保持しておくことができる。パラメータメモリ５５に
は、チャック基本パラメータ５５１の領域、トルク較正
パラメータ５５２の領域が設定されている。

【００３６】チャック基本パラメータ５５１は、表示部
５８のチャック保守画面（図４参照）に表示される種々
のチャック固有のパラメータであり、工作機械メーカが
設定するものである。通常、ユーザがチャック基本パラ
メータ５５１を変更することはない。トルク較正パラメ
ータ５５２は、主軸モータ４のトルク制限値とチャック
１５の把持爪３０による把持力との関係を演算するため
のパラメータである。例えば、主軸モータ４の最大トル
クと最小トルクとの間を１０等分して１０，２０，３
０，…，１００％のトルクに対する把持力を実測し、そ
れらを記憶しておく。中間のトルクに対する把持力は直
線上にあるものとして補間演算する。

【００３７】実測および記憶するトルクの間隔は１０％
に限らず任意の間隔でもよく、等間隔でなくともよい。
また、トルクと把持力との関係式を数式で記憶するよう
にしてもよい。トルク較正パラメータ５５２も、工作機
械メーカが設定するチャック固有のパラメータである。
通常、ユーザがこれを変更することはないが、変更する
ことは可能である。

【００３８】さらに、ＣＰＵ５１にはバス５２を介して
ＮＣ加工プログラムメモリ５６、チャッキングデータメ
モリ５７、工具補正データメモリ５７２が接続されてい
る。ＮＣ加工プログラムメモリ５６には、工作物をチャ
ック１５から解放したり、工作物をチャック１５に把持
したり、刃物台（図示せず）と主軸台１とを相対的にＺ
軸（主軸軸線と平行な方向）、Ｘ軸（Ｚ軸と直交する方
向）方向に移動制御して加工を行うためのＮＣ加工プロ
グラムが記憶されている。

【００３９】チャッキングデータメモリ５７は、例え
ば、図５のようなチャック設定画面から入力された把持
力、把持径等の種々の把持条件を指定するデータの組が
記憶されるメモリである。チャッキングデータは、例え
ば、工作物の種類ごとにユーザが設定するものである。
また、チャッキングデータメモリ５７には、パラメータ
グループＮｏごとに加工用の把持条件を指定するものだ
けでなく、計測用の計測・補正条件を指定する計測用チ
ャッキングデータ５７１が記憶されている。工具補正デ
ータメモリ５７２は、工具ごとの工具補正量を記憶する
メモリである。加工時間の経過にともなって工具刃先に
摩耗を生じるので、その摩耗による加工誤差を補正する
ために、工具ごとに工具補正量が記憶されている。

【００４０】また、ＣＰＵ５１にはバス５２を介して入
出力機器が接続されている。入出力機器としては、文字
および図形を表示する表示部５８、作業者がデータを入
力するための入力部５９がインターフェース回路を介し
てバス５２に接続されている。表示部５８としてはＣＲ
Ｔ、ＥＬ表示パネルや液晶ディスプレイ等が使用でき、
入力部５９としてはキーボード、表示部５８と一体に組
み合わせたタッチパネル等が使用できる。

【００４１】また、ＣＰＵ５１にはバス５２を介して補
助記憶装置としての固定ディスク装置を接続するように
してもよい。その場合、固定ディスク装置にはＣＰＵ５
１によって実行されるべき種々のプログラム等を記憶し
ておき、適宜、これらのプログラム等を固定ディスク装
置からＲＡＭ５４やＮＣ加工プログラムメモリ５６にロ
ードすればよい。

【００４２】ＮＣ装置５０は、Ｃ軸／主軸制御部４１
０、アンプ４１１を介してＮＣ旋盤の主軸モータ４に接
続されている。主軸モータ４の回転速度は検出器４１２
を介してアンプ４１１にフィードバックされ、所定の回
転速度が維持される。主軸２のＣ軸回りの角度位置は、
検出器４１２からＣ軸／主軸制御部４１０にフィードバ
ックされ、主軸２を所望の角度位置に位置決めすること
が可能である。

【００４３】同様にＮＣ装置５０は、Ｘ軸位置決め制御
部６１、アンプ６２を介してＮＣ旋盤のＸ軸モータ６０
に接続されており、工作物と刃物台とのＸ軸方向（Ｚ軸
方向と直交する方向）の相対移動を制御する。Ｘ軸モー
タ６０の回転速度と回転角度は検出器６３を介してアン
プ６２とＸ軸位置決め制御部６１にフィードバックさ
れ、チャック１５に把持された工作物と刃物台との相対
移動のＸ軸方向の速度と位置の制御に用いられる。Ｚ軸
モータ７０、Ｚ軸位置決め制御部７１、アンプ７２、検
出器７３の機能もＸ軸に対するものと同様であり、工作
物と刃物台とのＺ軸方向（主軸軸線方向と平行な方向）
の相対移動を制御する。

【００４４】また、ＮＣ装置５０は、ＰＬＣ（プログラ
マブル・ロジック・コントローラ）５００を介して、フ
ットスイッチ５０１、ドア閉確認スイッチ５０２、モー
ド切換スイッチ５１１、内外締め切換スイッチ５１２が
接続されている。フットスイッチ５０１は、チャック１
５を手動操作で開閉するための足踏みスイッチである。
ドア閉確認スイッチ５０２は、ＮＣ旋盤の加工領域を遮
蔽する開閉ドアが閉状態であることを確認するためのセ
ンサである。

【００４５】モード切換スイッチ５１１は、チャック１
５の運転モードを手動で加工モードとチャッキングモー
ドに切り換えるためのスイッチである。内外締め切換ス
イッチ５１２は、工作物の把持方向（内径で把持する
か、外径で把持するか）を切り換えるためのスイッチで
ある。また図示していないが、挿入部４５を駆動するア
クチュエータ、挿入部４５が挿入位置または離脱位置の
どちらにあるかを検出するセンサ４８等もＰＬＣ５００
に接続されている。

【００４６】図３は、チャック１５の操作パネル５１０
の構成を示す図である。操作パネル５１０には、前述の
モード切換スイッチ５１１が設けられている。切り欠き
部５１１ａを「加工」と「チャッキング」のいずれかに
合わせ、モード切換スイッチ５１１の中央部を押圧する
と有効になる。チャッキングモードはチャック１５に工
作物を把持したり把持を解放したりするモードであり、
加工モードは把持した工作物の加工を行うモードであ
る。加工モードではＬＥＤ５１５が点灯し、チャッキン
グモードではＬＥＤ５１６が点灯する。また、チャッキ
ングモードへの切り換え操作時には、ドア閉確認スイッ
チ５０２の状態が検出され、開閉ドアが閉状態でないと
警告表示となりチャッキング動作は行われない。このた
め作業者の安全が確保される。

【００４７】段取開閉スイッチ５１４は、押しボタンス
イッチであり、押圧するごとに段取開閉モードが「入」
と「切」とに切り換えられる。段取開閉モードが「入」
の状態の場合は押しボタン自体が点灯状態となる。段取
開閉モードは、作業者が手動で把持爪３０の移動を行う
モードである。内外締め切換スイッチ５１２は、工作物
を内径側から把持するか（内締め）、外径側から把持す
るか（外締め）を切り換えるスイッチである。

【００４８】把持解放切換スイッチ５１３は、工作物を
把持するか解放するかの移動方向を切り換えるトグルス
イッチである。レバーを「締め」側に倒すと把持方向、
「ゆるめ」側に倒すと解放方向を選択することになる。
段取開閉モードでは、作業者は内外締め切換スイッチ５
１２、把持解放切換スイッチ５１３により把持爪３０の
移動方向を選択し、フットスイッチ５０１を足で押圧す
ることにより把持爪３０を移動させる。把持爪３０はフ
ットスイッチ５０１がオンの間だけ移動する。

【００４９】図４は、ＮＣ装置５０の表示部５８に表示
されるチャック保守画面を示す図である。この画面は、
工作機械メーカがチャック基本パラメータ５５１の設定
を行うため、あるいは工作機械のメンテナンスを行うた
めの画面であり、ユーザがこの画面からチャック基本パ
ラメータ５５１を変更することはできないようにされて
いる。チャック基本パラメータ５５１には、画面に示さ
れているように、ハードウェア基本パラメータとソフト
ウェア基本パラメータがある。

【００５０】これらは個々の工作機械のチャック固有の
パラメータである。図示しないカーソル移動キーによ
り、カーソル位置を変更し、各パラメータを変更、設定
することができる。カーソル位置の行は、先頭の見出し
キャラクタが反転表示されるとともに下線が付加表示さ
れる。図４では、Ｃ軸指令速度Ｖ１の行にカーソルがあ
り、この値が設定可能である。

【００５１】ハードウェア基本パラメータについて説明
する。最大入力トルクは、主軸モータ４の最大駆動トル
クの値である。最大把持力は主軸モータ４の最大駆動ト
ルク発生時の把持力であり、最小把持力は工作物を把持
可能な把持力の下限値である。把持力設定単位は、把持
力設定の単位量である。これらの力の単位はＮ（ニュー
トン）である。

【００５２】次に、ソフトウェア基本パラメータについ
て説明する。ストローク上限は、把持爪３０の最大径側
のストローク限界値である。ストローク下限は、把持爪
３０の最小径側のストローク限界値である。トルク制限
値Ｔ１は、把持爪３０の高速移動時やゆるめ動作時のト
ルク制限値である。計測用トルク制限値Ｔ５は、把持爪
３０の計測動作時のトルク制限値である。Ｔ１，Ｔ５
は、最大トルクに対する百分率で入力する。

【００５３】Ｃ軸指令速度Ｖ１は、把持爪３０の高速移
動時のＣ軸移動速度であり、例えば、Ｃ軸の早送り速度
である。Ｃ軸指令速度Ｖ２は、把持爪３０の低速移動時
（把持動作時等）のＣ軸移動速度である。計測用Ｃ軸指
令速度Ｖ５は、把持爪３０の計測動作時のＣ軸移動速度
であり、Ｃ軸指令速度Ｖ２より低速である。これらのＶ
１，Ｖ２，Ｖ５の単位は回転／毎分であり、主軸２の回
転速度によって表されている。

【００５４】計測用トルク制限値Ｔ５によって設定され
た計測把持力は、一般的には加工時の把持力よりもずっ
と小さい把持力となる。計測用Ｃ軸指令速度Ｖ５によっ
て指定された計測把持速度は、一般的には加工時の把持
速度よりも小さい把持速度となる。

【００５５】このように、一般的には、計測移動速度を
加工用の移動速度よりも小さく設定し、計測把持力を加
工用の把持力よりも小さく設定した方が、計測時に把持
爪から工作物に印加される衝撃や歪みが小さくなり、正
確な寸法計測が可能となる。また、計測把持力は、小さ
いほど工作物に変形、歪みを与えないで計測できるの
で、チャック１５が出せる最小の把持力の近傍であるこ
とが好ましい。

【００５６】図５は、ＮＣ装置５０の表示部５８に表示
されるチャック設定画面を示す図である。このチャック
設定画面は、図４のチャック保守画面から機能キーの
「設定」キーを押すことにより表示される。また、この
チャック設定画面から機能キーの「計測」キーを押す
と、図６の簡易計測画面に移行する。このチャック設定
画面には、チャッキングデータメモリ５７に記憶されて
いる種々のチャッキングデータが表示されている。これ
らのチャッキングデータは、工作物の種類（加工の種
類）ごと等に１組のチャッキングデータが記憶されてお
り、さらにそのチャッキングデータの組が複数組記憶さ
れている。チャッキングデータはユーザが自由に設定可
能である。

【００５７】チャッキングデータについて説明する。パ
ラメータグループＮｏは、チャッキングデータの組に付
けられた番号である。加工プログラムＮｏは、このチャ
ッキングデータの組を使用するＮＣ加工プログラムのプ
ログラム番号（Ｏ番号）である。把持力は、工作物を把
持する把持力の設定値である。設定単位はＮ（ニュート
ン）である。把持径は、工作物の把持位置の設定値であ
る。変速点は、把持爪３０を高速移動から低速移動に変
速する位置の設定値である。退避点は、把持爪３０の退
避位置すなわち把持動作の開始位置の設定値である。把
持径、変速点、退避点とも直径表示の値である。

【００５８】作業者は、これらのチャッキングデータを
設定し、所望のパラメータグループＮｏを付与して保存
することができる。また、いつでもその保存したチャッ
キングデータの組を呼び出すことができる。チャッキン
グデータの入力は、図示しないカーソル移動キーによ
り、カーソル位置を変更し、各データを入力または変更
することができる。カーソル位置の行は、先頭の見出し
キャラクタが反転表示されるとともに下線が付加表示さ
れる。図５では、把持径の行にカーソルがあり、この値
が入力可能である。チャッキングデータの下方には、把
持爪の３０の現在位置と停止点のデータが表示されてい
る。画面の右側には、退避点、変速点、停止点の位置関
係を示す画像が表示されている。

【００５９】図６は、ＮＣ装置５０の表示部５８に表示
される簡易計測画面を示す図である。この簡易計測画面
は、図５のチャック設定画面から機能キーの「計測」キ
ーを押すことにより表示される。この簡易計測画面で
は、チャック１５を計測モードにして、工作物の寸法を
測定することもできる。画面下部に表示されている各機
能キーの機能を説明する。「計測入／切」キーは、チャ
ック１５の動作モードを把持爪３０で計測動作を行う計
測モードＯＮ状態に切り換えるためのものである。「計
測入／切」キーを押すたびに、計測モードが「入」状
態、「切」状態に交互に切り換わる。

【００６０】計測モード「入」（ＯＮ）状態であれば画
面中央上部に「計測モードＯＮ」と表示され、計測モー
ド「切」状態であれば「計測モードＯＦＦ」と表示され
る。また、計測モード「入」状態では、計測用トルク制
限値Ｔ５、計測用Ｃ軸指令速度Ｖ５が有効となり、所定
の計測把持力、計測把持速度で工作物を把持する。図６
は、計測モードＯＮの状態である。

【００６１】「補正」キーは、後に詳しく説明するが、
工作物の寸法を測定した後、工具補正量の修正を実行さ
せるためのものである。「決定」キーは、画面上の設定
データを入力した後に押して入力したデータを設定する
ためのものである。「消去」キーは、画面上の設定デー
タを全て消去するためのものである。「教示」キーは、
後に詳しく説明するが、既知の寸法の基準工作物（基準
被把持物）をチャック１５に把持し、把持爪３０の位置
と工作物の寸法との関係を教示することによってＮＣ装
置５０に記憶させるためのものである。「戻し」キー
は、この画面を呼び出したもとのチャック設定画面に戻
るためのものである。

【００６２】この簡易計測画面には、計測動作のための
設定データや工作物の計測値データが表示されている。
最上部の「計測値」は、計測モードで工作物を把持した
ときの工作物の寸法の計測値（直径値）を表示してい
る。また、この計測値が目標寸法の寸法公差内に収まっ
ているか否かを示す表示が、計測値データの右側に表示
される。寸法公差内であれば、図６のように「ＯＫ」が
表示される。寸法公差から小径側に外れていれば「−Ｎ
Ｇ」、大径側に外れていれば「＋ＮＧ」と表示される。
さらに、工具不良を示すほどに小径側に外れていれば
「−−ＮＧ」、大径側に外れていれば「＋＋ＮＧ」と表
示される。

【００６３】次の「補正投入量」は、工作物の目標寸法
である目標加工径と前述の計測値との差を算出したもの
である。ＮＣ装置５０は、各工具に対して、工具刃先の
位置を実際の位置に一致させるための工具補正量を工具
番号と対応させて工具補正データメモリ５７２に記憶し
ている。この補正投入量のデータは工具補正量を修正す
べき量を示している。また、工具補正量の累積値により
工具寿命を判定することもできる。次の「工具番号」
は、計測する工作物の加工に使用する工具の工具番号で
ある。この工具番号に対する工具補正量を修正対象とす
る。次の「補正不感帯」は、工具補正量の修正が指示さ
れても、実行しないようにするための誤差範囲である。
補正投入量の大きさが補正不感帯の大きさ以下であれ
ば、工具補正量の自動修正が指示されても実行しない。

【００６４】次の「目標加工径」は、工作物の目標寸法
を示す直径値である。次の「寸法公差＋」（＋側寸法公
差）と「寸法公差−」（−側寸法公差）は、目標加工径
に対する大径側の寸法公差と小径側の寸法公差である。
前述のように、計測値が最大許容寸法（目標加工径と＋
側寸法公差との和）を超えると「＋ＮＧ」となり、計測
値が最小許容寸法（目標加工径と−側寸法公差との和）
を超えると「−ＮＧ」となる。次の「基準ワーク径」
は、基準工作物を把持して把持爪の位置と工作物の寸法
との関係を教示する際に、基準被把持物としての基準工
作物の実測寸法を入力するためのものである。

【００６５】次の「工具不良判定許容値」は、目標加工
径と計測値との差により、工具欠損等の工具不良を判定
するための許容値である。前述のように、計測値が目標
加工径から工具不良判定許容値を超えて小径側に外れて
いれば「−−ＮＧ」、工具不良判定許容値を超えて大径
側に外れていれば「＋＋ＮＧ」と表示される。

【００６６】簡易計測画面に表示された計測値および補
正投入量以外の各データは、変更および設定可能であ
る。図示しないカーソル移動キーにより、カーソル位置
を変更し、各データを入力して変更、設定することがで
きる。カーソル位置の行は、下線が付加表示されてい
る。図６では、工具番号のデータ行にカーソルがあり、
この値が設定可能である。

【００６７】次に、作業者が手動で計測を行う場合の操
作について説明する。まず、計測動作における初期設定
を行う。そのために次のような操作を行う。モード切換
スイッチ５１１を、チャッキングモードに切り換える。
段取開閉スイッチ５１４を押して「入」状態（段取開閉
状態）にする。内外締め切換スイッチ５１２を所望の方
向に選択し、さらに把持解放切換スイッチ５１３を締め
方向とする。段取開閉状態で、フットスイッチ５０１を
操作して、工作物に対して所定の隙間を有する位置まで
把持爪３０を移動させる。

【００６８】次に、図６の簡易計測画面を呼び出し、
「計測入／切」キーを操作してチャック１５の動作モー
ドを「計測モードＯＮ」状態とする。ただし、工作物を
チャック１５に把持していると、計測把持力、計測把持
速度で工作物を把持することができないので、把持爪３
０をゆるめ方向に移動させて工作物を取り外してから計
測モードＯＮ状態とする。すると、ソフトウェア基本パ
ラメータで設定された計測用トルク制限値Ｔ５、計測用
Ｃ軸指令速度Ｖ５が選択され、チャック１５の把持力と
把持速度が、計測把持力と計測把持速度に固定される。

【００６９】そして、把持解放切換スイッチ５１３を締
め方向とし、フットスイッチ５０１を操作して、あらか
じめ寸法を測定した工作物やマスターゲージ等の基準工
作物（基準被把持物）をチャック１５に把持させる。こ
のとき、把持爪３０は、フットスイッチ５０１を操作し
ている間、計測把持速度で締め方向に移動し、基準工作
物を把持する力が計測把持力に達したら移動を停止す
る。

【００７０】次に、簡易計測画面において、基準ワーク
径、目標加工径、＋側寸法公差、−側寸法公差、工具番
号に対して必要なデータを入力する。そして、「教示」
キーを押すと、そのときの把持爪３０の位置が記憶され
るとともに、入力されている基準ワーク径と記憶してい
る把持爪３０の位置とから、把持爪３０の位置と工作物
の寸法との関係を求めて記憶する。なお、基準ワーク径
等の必須のデータが未入力で空白のまま、「教示」キー
を押しても、データ入力を促す警告表示がされて教示動
作は行われない。

【００７１】教示動作が終了したら、把持解放切換スイ
ッチ５１３をゆるめ方向とし、フットスイッチ５０１を
操作して把持爪３０を緩める。この場合、段取開閉状態
でフットスイッチ５０１を操作している間は把持爪３０
が移動し続け、フットスイッチ５０１の操作をやめると
把持爪３０の移動は停止する。この移動中、把持爪３０
の位置は工作物直径値データに換算されて加減算されて
いる。

【００７２】なお、基準ワーク径等の必須のデータが未
入力で空白のまま、把持解放切換スイッチ５１３、フッ
トスイッチ５０１で把持爪３０を緩める操作を行おうと
しても、データ入力を促す警告表示がされて、緩める動
作は行われない。基準工作物を取り外したら、「計測入
／切」キーを操作してチャック１５の動作モードを「計
測モードＯＦＦ」状態とする。これにより、チャック１
５は段取開閉状態に戻る。

【００７３】以上の計測動作における初期設定は、工作
機械の電源投入時、段取り替え時、その他必要なときに
行う。また、把持爪がいわゆる生爪であり、この生爪を
工作物径に合わせて切削する場合には、把持爪を切削し
た後にこの初期設定を行い、把持爪位置と工作物寸法と
の関係を更新して正しい関係になるようにする。なお、
把持爪の把持部に焼き入れ処理を施している場合等のよ
うに把持爪の摩耗がほとんど発生しない場合には、この
初期設定のデータを不揮発メモリに記憶させるようにし
て、工作機械の電源切断時にも初期設定データを保持す
るようにしてもよい。このようにすれば、初期設定の操
作を１週間あるいは１ヶ月に１回等のように、非常に少
ない頻度で行うだけで済む。

【００７４】実際に、工作物を計測する場合には、簡易
計測画面を呼び出し、「計測入／切」キーを操作してチ
ャック１５を計測モードＯＮ状態とする。それにより、
チャック１５の把持力と把持速度が、ソフトウェア基本
パラメータで設定された計測把持力と計測把持速度に固
定される。そして、把持解放切換スイッチ５１３を締め
方向とし、フットスイッチ５０１を操作して把持爪３０
を移動させ、把持爪３０で工作物を把持させる。この把
持爪３０の移動中にも、把持爪３０の位置は工作物直径
値データに換算されて加減算されている。工作物を把持
する力が計測把持力に達すると把持爪３０は停止する。
簡易計測画面には、計測値のデータ行に工作物の直径値
が表示される。また、その計測値が最大許容寸法と最小
許容寸法との間にあるか否かが判定され、判定結果が直
径値の右側に表示される。

【００７５】また、補正投入量には目標加工径と計測値
との差が表示される。このときに「補正」キーを押す
と、工具番号に対応する工具補正量をこの補正投入量だ
け修正して、計測値に即した工具補正量とする。なお、
この手動での工具補正量の修正動作では、補正不感帯の
範囲は無視されて、必ず工具補正量の修正動作が行われ
る。計測が終了すれば、把持解放切換スイッチ５１３を
解放方向とし、フットスイッチ５０１を操作して把持爪
３０を緩める。工作物を取り外してから、「計測入／
切」キーを操作してチャック１５の計測モードをＯＦＦ
状態とする。

【００７６】次に、ＮＣ加工プログラム中のＮＣ指令に
より自動的に計測を行う場合の操作について説明する。
計測動作における初期設定は、手動の場合とほぼ同じで
ある。加工時に工作物を把持するためのパラメータグル
ープＮｏのチャック設定画面より、図６の簡易計測画面
を呼び出し、基準工作物による教示操作と各データの設
定を行う。この初期設定は必要なときに適宜実行すれば
よい。このチャック設定画面から設定されたデータと、
簡易計測画面から設定されたデータとは、パラメータグ
ループＮｏのもとにセットで記憶される。それから、Ｎ
Ｃ加工プログラムの中の適当な個所にパラメータグルー
プＮｏの選択、自動計測を指示するＮＣ指令を入れてお
き、ＮＣ加工プログラムを実行することにより自動計測
を行う。自動計測を指示するＮＣ指令としては、Ｇコー
ド、Ｍコード等によるマクロ呼び出し（例えば、Ｍ７８
９）等が使用できる。

【００７７】自動計測を指示するＮＣ指令が実行される
と、退避点から変速点までは高速の早送りで移動し、変
速点からは計測把持速度で計測把持力に達するまで把持
爪３０を移動させる。そして、工作物をチャック１５に
よって把持することによりその寸法を計測し、目標加工
径の寸法公差により工作物の合否判定を行う。計測値が
寸法公差の範囲外（＋ＮＧ，−ＮＧ）であれば、工作物
を不良品として排出し、ＮＣ加工プログラムの先頭に戻
るようにする。また、計測値と目標加工径との差が工具
不良判定許容値を超えている場合（＋＋ＮＧ，−−Ｎ
Ｇ）には工具破損が通知される。そして、工具補正量の
修正も自動的に行われる。補正投入量が補正不感帯より
も大きければ、補正投入量を工具補正量に加算して、工
具補正量を修正する。また、工具補正量の累積値により
工具寿命の判定を行う。

【００７８】なお、ＮＣ指令による自動計測において
は、自動的に把持動作を複数回繰り返して、各把持によ
る寸法測定値の平均値を計算して計測値としてもよい。
また、ＮＣ指令による自動計測でも、チャック１５の把
持力と把持速度は、ソフトウェア基本パラメータ画面で
設定された計測把持力と計測把持速度に固定される。す
なわち、計測用チャッキングデータ５７１が選択され
る。工具補正量の修正も、簡易計測画面で設定された工
具番号に対して行う。

【００７９】ＮＣ指令による自動計測は、実際には複数
工程の加工の間に行われる。次に、複数工程間の自動計
測の手順について説明する。図７は、単一の主軸を有す
るＮＣ旋盤の場合を示す図である。まず、図７（ａ）に
示すように、チャック１５に工作物Ｗを把持して工具Ｂ
により第１工程の切削加工を行う。次に、図７（ｂ）に
示すように、反転装置Ｈに工作物Ｗを保持してチャック
１５から工作物Ｗを解放し、さらに反転装置Ｈによって
工作物Ｗの向きを反転させる。すなわち、工作物Ｗの第
１工程での加工部位をチャック１５側に向ける。

【００８０】次に、図７（ｃ）に示すように、ＮＣ指令
によって工作物Ｗの被把持部Ｗａを把持するパラメータ
グループＮｏを選択する。続いて、チャック１５による
自動計測を行う。このときのチャック１５の把持力と把
持速度は、ソフトウェア基本パラメータ画面で設定され
た計測動作用の計測把持力と計測把持速度に固定され
る。すなわち、把持爪３０は、退避点から変速点までは
早送りで移動し、変速点からは計測把持速度で移動し、
計測把持力に達したら把持爪３０の移動を停止する。こ
の自動計測によって、第１工程での加工部位の寸法の合
否判定、工具補正量の修正等が行われる。次に、図７
（ｄ）に示すように、工作物Ｗの被把持部Ｗａを把持す
るチャック１５の把持力を選択されたパラメータグルー
プＮｏに設定されている加工用の把持力として工作物Ｗ
を把持し、工具Ｂにより第２工程の切削加工を行う。

【００８１】図８は、対向する２主軸を有するＮＣ旋盤
での自動計測の手順を示す図である。このＮＣ旋盤で
は、第１主軸側のチャック１５ａに工作物を把持して第
１工程の加工を行い、次に、その工作物を第２主軸側の
チャック１５ｂに受け渡して第２主軸側で第２工程の加
工を行う。まず、図８（ａ）に示すように、第１主軸側
のチャック１５ａに工作物Ｗ１を把持して工具Ｂ１によ
り第１工程の切削加工を行う。

【００８２】次に、図８（ｂ）に示すように、第２主軸
を移動して第２主軸側のチャック１５ｂにより自動計測
を行う。工作物Ｗ１の被把持部Ｗａ１を把持するパラメ
ータグループＮｏを選択する。そして、チャック１５ｂ
による自動計測を行う。すなわち、変速点から把持位置
までは計測把持速度、計測把持力で把持爪３０が移動す
るので、受け渡しに先立って、チャック１５ｂを計測動
作用の計測把持力と計測把持速度として工作物Ｗ１を把
持し、第１工程での加工部位の寸法を計測する。この自
動計測によって、第１工程での加工部位の寸法の合否判
定、工具補正量の修正等が行われる。そして、チャック
１５ｂの把持力を選択されたパラメータグループＮｏに
設定されている加工用の把持力として工作物Ｗ１を把持
し、チャック１５ａは工作物Ｗ１を解放する。これで、
工作物Ｗ１はチャック１５ｂに受け渡される。

【００８３】次に、図８（ｃ）に示すように、第２主軸
を加工位置に移動して、工作物Ｗ１に対して工具Ｂ２に
より第２工程の切削加工を行う。それと同時に、チャッ
ク１５ａには、新しい工作物Ｗ２を把持して工具Ｂ１に
より第１工程の切削加工を行う。

【００８４】図９は、対向する２主軸を有するＮＣ旋盤
での自動計測の別の例を示す図である。これは、工作物
の内径を計測する場合の例である。この場合も、第１主
軸側のチャック１５ａに工作物を把持して第１工程の加
工を行い、次に、その工作物を第２主軸側のチャック１
５ｂに受け渡して第２主軸側で第２工程の加工を行う。
まず、図９（ａ）に示すように、第１主軸側のチャック
１５ａに工作物Ｗを把持して第１工程の切削加工を行
う。この第１工程では、図示のように外径加工と内径加
工を行う。

【００８５】次に、図９（ｂ）に示すように、第２主軸
を移動して第２主軸側のチャック１５ｂにより自動計測
を行う。すなわち、受け渡しに先立って、チャック１５
ｂを計測動作用の計測把持力と計測把持速度として、把
持爪３０ｂの内径計測部３０１により工作物Ｗの内径加
工部位を内側から把持し、第１工程での内径加工部位の
寸法を計測する。この例では、工作物Ｗの加工部位Ｗｂ
１を加工するために把持することはないが、ダミーとし
て退避点、変速点、把持力等をパラメータグループＮｏ
に設定しておく。このパラメータグループＮｏを選択し
て、自動計測の指令を行うことにより、退避点から変速
点までは早送りで、変速点から把持位置までは計測把持
速度で把持爪３０が移動し、計測把持力に達したら把持
爪３０の移動を停止する。この自動計測によって、第１
工程での内径加工部位の寸法の合否判定、工具補正量の
修正等が行われる。

【００８６】次に、図９（ｃ）に示すように、工作物Ｗ
の被把持部Ｗｂ２を把持するためのパラメータグループ
Ｎｏを選択指令し、工作物Ｗを把持する。すなわち、チ
ャック１５ｂの把持力と把持速度を加工用の把持力と把
持速度として工作物Ｗを外周側から把持し、チャック１
５ａは工作物Ｗを解放する。これで、工作物Ｗはチャッ
ク１５ｂに受け渡される。その後の第２工程の加工は、
図８（ｃ）に示したものと同様に行う。なお、チャック
１５ｂによって工作物Ｗを外周側から把持する際に、工
作物Ｗの外径加工部位の自動計測を行うようにすること
もできる。

【００８７】このように、第１工程と第２工程の間に工
作物を把持し直す際に、第１工程での加工部位の寸法の
自動計測を行うようにしたので、寸法計測のために必要
な時間が著しく減少し、ほとんど全体の加工時間を増加
させることなく自動計測が行える。その自動計測によ
り、加工寸法の合否判定や、工具補正量の自動修正、工
具寿命の判定、工具欠損等の工具不良の判定等を自動的
に行うことができる。また、工作物の寸法を計測するた
めの専用の計測装置が不要であり、工作機械のコストの
上昇を抑えることができる。さらに、チャックの把持に
より工作物の寸法を計測するため、工作機械の基体の熱
変位等の影響を受けずに正確な寸法計測が行える。

【００８８】なお、以上の実施の形態においては、把持
爪の開閉駆動を主軸モータによって行うものとしたが、
把持爪の開閉駆動を主軸モータとは別の専用モータによ
って行うようにしてもよい。さらに、チャックを回転可
能な主軸に設けるものとしたが、マシニングセンタ等工
作機械のテーブル等のフレームに、または、フレーム上
の取り付け部材にチャックを設けたものであってもよ
い。

【００８９】また、簡易計測画面にグループＮｏを付与
し、この画面で退避点、変速点、把持径のデータを入力
可能にし、自動計測を行う場合、このグループＮｏを選
択するようにしてもよい。また、自動計測を行うための
マクロ呼び出し指令に、目標加工径、＋側寸法公差、−
側寸法公差、工具番号、退避点、変速点、把持径等のデ
ータを引数として付与するようにしてもよい。

【００９０】

【発明の効果】本発明は、以上に説明したように構成さ
れているので、以下のような効果を奏する。

【００９１】工作物の加工時に使用するチャックによっ
て工作物の寸法を計測するようにしたので、工作物の寸
法を計測するための専用の計測装置が不要であり、工作
機械のコストの上昇を抑えながら、工作物の寸法の手動
計測および自動計測が可能となる。その手動計測または
自動計測により、加工寸法の合否判定や、工具補正量の
修正、工具寿命の判定、工具欠損等の工具不良の判定等
を行うことができる。また、チャックの把持により工作
物の寸法を計測するため、工作機械の基体の熱変位等の
影響を受けずに正確な寸法計測が行える。

【００９２】チャックの把持爪の位置を駆動モータの回
転角度位置によって検出するので、寸法計測のため特別
な検出器を追加することなく、コストの上昇を抑えなが
ら、工作物の寸法計測を容易に行うことができる。

【００９３】既知の寸法の基準工作物を把持爪により把
持した状態で既知寸法を入力し、把持爪位置と工作物寸
法との関係を教示するようにしたので、把持爪の把持位
置が摩耗等によって変化しても、把持爪位置と工作物寸
法との関係を正しく保つことができる。

【００９４】工作物の実測寸法と目標寸法および寸法公
差とから工作物の合否判定を行うようにしたので、その
合否判定の結果により、作業者に工作物の良否が一目で
分かるように表示したり、工作物を良否により自動的に
選別したりすることが可能となる。

【００９５】工作物の目標寸法と実測寸法との差から工
具補正量を修正するようにしたので、加工工具の工具補
正量を常に正しい値に修正することができ、加工精度が
向上する。また、工具補正量の累積値により工具寿命の
判定を行うこともできる。

【００９６】工作物を加工用の把持条件により把持して
加工を行った後、その工作物の加工部位を計測用の把持
条件で把持して寸法計測を行うようにしたので、その工
作物の寸法計測に最適な把持条件で正確な寸法計測を行
うことができる。また、チャックの把持により工作物の
寸法を計測するため、工作機械の基体の熱変位等の影響
を受けずに正確な寸法計測が行える。

【００９７】計測用移動速度を加工用移動速度よりも小
さく、計測用把持力を加工用把持力よりも小さく設定す
るようにしたので、計測時に把持爪から工作物に印加さ
れる衝撃や歪みが小さくなり、正確な寸法計測が可能と
なる。

【００９８】第１工程の加工から第２工程の加工に移行
するときの工作物を把持し直す際に、第１工程での加工
部位の寸法計測を行うようにしたので、寸法計測のため
に必要な時間が著しく減少し、全体の加工時間をほとん
ど増加させることなく寸法計測が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明を適用するＮＣ旋盤のチャック
の断面図である。

【図２】図２は、ＮＣ装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】図３は、チャックの操作パネルの構成を示す図
である。

【図４】図４は、ＮＣ装置の表示部に表示されるチャッ
ク保守画面を示す図である。

【図５】図５は、表示部に表示されるチャック設定画面
を示す図である。

【図６】図６は、表示部に表示される簡易計測画面を示
す図である。

【図７】図７は、単一の主軸を有するＮＣ旋盤での自動
計測の手順を示す図である。

【図８】図８は、対向する２主軸を有するＮＣ旋盤での
自動計測の手順を示す図である。

【図９】図９は、対向する２主軸を有するＮＣ旋盤での
自動計測の別の例を示す図である。

【符号の説明】

１…主軸台２…主軸４…主軸モータ５…ローター６…ステーター７…ケース８…冷却路９…ナット１０…主軸端１２…面板１５…チャック１７…スクロール１９…スクロール溝２０…本体部２１…第１部材２２…第２部材２５…マスタージョー案内溝２６…マスタージョー２８…スクロール歯３０…把持爪４０…チャック固定手段４１…位置決め穴４２…位置決め部材駆動機構４３…位置決め部材４４…ピストン４５…挿入部４６…シリンダ４７…圧力流体路４８…センサー５０…ＮＣ装置６０…Ｘ軸モータ７０…Ｚ軸モータ５１０…操作パネル５１１…モード切換スイッチ５１２…内外締め切換スイッチ５１３…把持解放切換スイッチ５１４…段取開閉スイッチＢ，Ｂ１，Ｂ２…工具Ｈ…反転装置Ｗ，Ｗ１，Ｗ２…工作物１５ａ，１５ｂ…チャック３０ｂ…把持爪３０１…内径計測部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工作機械の基体に設けられたフレームに支
持されたチャック（１５）の把持爪（３０）により工作
物を把持して工作物の寸法を計測する電動チャックによ
る工作物寸法の計測方法であって、前記チャック（１５）は、前記把持爪（３０）を位置制
御可能な駆動モータ（４）によって開閉して工作物を把
持するものであるとともに、把持した工作物を加工工具
により加工することが可能なものであり、前記把持爪（３０）の位置と工作物寸法との関係を記憶
する手順と、前記工作機械で加工された工作物の所定の加工部位を前
記把持爪（３０）により所定の把持条件で把持し、その
ときの前記把持爪（３０）の位置から前記加工部位の実
測寸法を求める手順とを有する電動チャックによる工作
物寸法の計測方法。
【請求項２】請求項１に記載した電動チャックによる工
作物寸法の計測方法であって、前記把持爪（３０）の位置は、前記駆動モータ（４）の
回転角度位置によって検出するものである電動チャック
による工作物寸法の計測方法。
【請求項３】請求項１，２のいずれか１項に記載した電
動チャックによる工作物寸法の計測方法であって、前記把持爪（３０）の位置と工作物寸法との関係を記憶
する前記手順は、既知の寸法の基準被把持物を前記把持爪（３０）により
把持する手順と、前記基準被把持物を把持した状態で、前記基準被把持物
の既知寸法を入力する手順とを有するものである電動チ
ャックによる工作物寸法の計測方法。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載した電
動チャックによる工作物寸法の計測方法であって、前記加工部位の最大許容寸法および最小許容寸法を入力
する手順と、前記実測寸法と前記最大許容寸法および前記最小許容寸
法とから工作物の合否判定を行う手順とを有する電動チ
ャックによる工作物寸法の計測方法。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載した電
動チャックによる工作物寸法の計測方法であって、前記加工部位の目標寸法を入力する手順と、前記加工部位を加工する工具の工具補正番号を入力する
手順と、前記目標寸法と前記実測寸法との差を求め、この差を前
記工具補正番号の工具補正量に加算する手順とを有する
電動チャックによる工作物寸法の計測方法。
【請求項６】工作機械の基体に設けられたフレームに支
持された一つまたは複数のチャック（１５，１５ａ，１
５ｂ）の把持爪（３０，３０ｂ）により工作物を把持し
て工作物（Ｗ，Ｗ１）の寸法を計測する電動チャックに
よる工作物寸法の計測方法であって、前記チャック（１５，１５ａ，１５ｂ）は、前記把持爪
（３０）を位置、移動速度および把持力の制御可能な駆
動モータ（４）によって開閉して工作物を把持するもの
であるとともに、把持した工作物を加工工具により加工
することが可能なものであり、前記工作物（Ｗ，Ｗ１）の加工に適した所定の加工用移
動速度および加工用把持力で前記把持爪（３０）により
前記工作物（Ｗ，Ｗ１）を把持し、前記工作物（Ｗ，Ｗ
１）に対して所定の加工を行う手順と、前記工作機械で加工された前記工作物（Ｗ，Ｗ１）の所
定の加工部位を、計測に適した所定の計測用移動速度お
よび計測用把持力で前記チャック（１５）または別のチ
ャック（１５ｂ）の前記把持爪（３０，３０ｂ）により
把持し、そのときの前記把持爪（３０，３０ｂ）の位置
から前記加工部位の実測寸法を求める手順とを有する電
動チャックによる工作物寸法の計測方法。
【請求項７】請求項６に記載した電動チャックによる工
作物寸法の計測方法であって、前記計測用移動速度は前記加工用移動速度よりも小さく
設定され、前記計測用把持力は前記加工用把持力よりも
小さく設定されている電動チャックによる工作物寸法の
計測方法。
【請求項８】請求項６，７のいずれか１項に記載した電
動チャックによる工作物寸法の計測方法であって、前記加工部位の実測寸法を求める手順の後に、前記工作物（Ｗ，Ｗ１）の加工に適した所定の加工用移
動速度および加工用把持力で前記把持爪（３０，３０
ｂ）により前記工作物（Ｗ，Ｗ１）を把持し、前記工作
物（Ｗ，Ｗ１）に対して次の工程の加工を行う手順を有
する電動チャックによる工作物寸法の計測方法。
【請求項９】請求項６〜８のいずれか１項に記載した電
動チャックによる工作物寸法の計測方法であって、既知の寸法の基準被把持物を前記把持爪（３０，３０
ｂ）により把持する手順と、前記基準被把持物を把持した状態で、前記基準被把持物
の既知寸法を入力する手順とを有するものである電動チ
ャックによる工作物寸法の計測方法。