JP2002273655A - 加工工具の実際の位置を定める方法及びそのための装置 - Google Patents

加工工具の実際の位置を定める方法及びそのための装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 任意の先端形状を有する工具の正確な直線状
の位置データを定める。 【解決手段】 その位置を定めるべき第１の工具（１）
が、第２の加工工具（４）の、その位置を公知の加工面
（５）に接触し、その際第２の工具のための駆動モータ
の回転数が、第２の工具の回転数が第１の工具（１）の
接触の際に、測定可能に減少せしめられるように低い始
動回転数に調整される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加工工具の実際の
位置データを定める方法及びそのための装置に関し、か
つ特に歯科のＣＡＤ／ＣＡＭの研削機械で研削装置によ
って使用可能な歯修復受動体を製作する分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミック素材の形状研削加工のために
は、規定された形状の表面を有する研削ピンが特に適し
ている。自動的な製作法ではこの場合、研削ぴんの位置
及び寸法を各加工過程前に、少なくともしかし研削ピン
の交換の後に測定することが必要である。この測定は公
知の大きさの工作物を走査することによって達成するこ
とができる。走査過程は、大体においてわずかな回転数
で回転する研削具と、研削具を工作物に対して動かすあ
るいは工作物を研削具に対して動かすことによって、行
われる。走査過程は、工作物と研削具との摩擦接触によ
って、摩擦接触により研削具の回転数がゼロに減少した
ときに、終了する。
【０００３】DE 40 30 175 C2 から、モータで駆動され
送り装置によって加工すべき工作物に接近及び離反する
ように運動可能な工具を工作物若しくは工作物を受容す
る保持体に関してキャリブレーションする方法並びにこ
の方法を実施する装置が公知である。
【０００４】ここに記載されている方法は、摩擦面の形
状が極めて規定されておらず、あるいは小さく、特に先
端に向かって先細になっている研削具の場合に先端での
軸方向での走査の際に高い位置決め精度をもたらすとき
に、限界がある。なぜなら、研削具先端の正確な形状及
び研削具先端における研削粒子の分配はしばしば著しく
変化するからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、任意
の先端形状を有する工具の正確な直線状の位置データを
定めることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１の手
段によって解決される。強い先端のとがりを有する第１
の研削具の正確な直線状の位置データを定めるために、
大きな端面側の研削面を有する第２の研削具が使用され
る。まず種々の走査過程によって第２の研削具の絶対的
な位置データが調べられる。第２の研削具の大きな端面
側の加工面は、軸方向で、基準面における正確な絶対的
な位置決定も可能にする。それは加工面が充分に大きい
からである。今や第１及び第２の研削具は互いに粗く位
置決めされる。この場合、研削具軸線は同軸的に充分な
ずれをもって位置せしめられる。今や、第２の研削具が
低い回転数で回転せしめられ、両方の研削具は端面側で
接近せしめられる。この場合、両方の研削具のどちらが
動かされるかは重要ではない。両方の研削具が互いに衝
突すると、第２の研削具の回転が第１の研削具の先端に
おいて制動される。ずれの大きさはこの場合制動モーメ
ントを重要に決定する。第２の研削具の絶対的な位置の
値から、今や間接的に第１のとがった研削具の絶対的な
位置が定められる。特にこの相対的な測定は、工作物が
とがった研削具と端面側の大面積の研削具とによって研
削される研削加工に極めて良く適している。
【０００７】
【発明の実施の形態】有利な実施態様は従属請求項に記
載されている。
【０００８】更に、本発明による方法を実施するための
装置は請求項１０の特徴を有している。
【０００９】この装置は、その都度少なくとも１つの、
回転せしめられる、先端に向かって先細になっている加
工面若しくは端面側の加工面を有している加工工具を受
容するための第１及び第２のスピンドルを有し、その際
これらのスピンドルは、加工工具及び工作物が、工作物
において材料の除去が行われるように、互いに接近する
方向にかつ互いに離反する方向に動かすことができる。
更にスピンドルを調節するため及び加工工具を駆動する
ための駆動モータ並びに工具の送りを確定するための信
号を生ぜしめる手段が設けられており、この信号は加工
工具のスタート位置を調べるために使用される。装置
が、回転する工具の端面側の加工面によって形成される
接触面を有していることによって、かつ第１の加工工具
が軸平行の、ずれをもって加工面に整向されていること
によって、加工工具の位置を特に良く定めることができ
る。
【００１０】有利な形式で、第１の工具は先細になって
いる先端を有し、この場合特に球研削具又は円すい研削
具として構成され、かつ第２の工具は円柱体の端面とし
て構成されている。
【００１１】
【実施例】図面には本発明の１実施例が示されている。
【００１２】図１に示した原理図は円すい研削具の形
の、先端２を有する第１の加工工具１を示し、これは図
示していない駆動軸を介して工作物３の加工のために回
転させることができる。このために、駆動軸に図示して
いない駆動モータが作用する。ケーシング内で第１の軸
受け２及び第２の軸受け３を介して支承されている駆動
軸４を介して矢印５で示したように回転せしめられる。
このために駆動軸には図示していない駆動モータが作用
する。
【００１３】更に、大きな端面側の加工面５を有する加
工工具４が円柱研削具の形で示されており、これは先端
２と向き合う位置において工作物３に対して間隔をおい
ている。工作物３を加工するために、加工工具１，４は
軸線６，７に沿って送りの方向を示す矢印８及び９によ
って示すように動かされ、かつこれらの軸線を中心とし
て、矢印１０によって加工工具４のために示すように、
回転させることができる。
【００１４】加工工具１及び４は送り方向で、しかし工
作物３の外方で工作物を受容する加工スペース１１の内
部で位置決定をするために、回転軸線６，７が互いに平
行であるが、しかし互いにずれｒを有している位置にも
たらされる。各研削過程の前に研削具は同軸的にずれｒ
だけずらされて、走査過程のために位置決めされる。
【００１５】次いで、研削具４は回転せしめられ、低い
回転数で注意深く研削具１に向かって送りの方向に動か
される。この場合、両方の研削具のどちらが動かされる
かは重要でなく、両方の研削具を動かすこともできる。
両方の研削具が衝突すると、第２の研削具の回転は第１
の研削具の先端において制動される。ずれの大きさはこ
の場合重に制動モーメントを定める。接触の際の所望の
制動モーメントＭＢは： ＭＢ＝μ＊Fａｘｉａｌ＊ｒ であり、個々の研削粒子が互いに引っかかって、摩擦係
数μを定めることによって、生じる。力Ｆ
ａｘｉａｌは、両方の加工工具が軸方向で互いに作用さ
せる力である。大抵は、制動モーメントは正確に知られ
ておらず、しかしながらずれｒがある程度の大きさであ
る場合に、既にわずかな軸方向の力導入の際に、制動モ
ーメントは端面側の大面積の研削具をストップさせるの
に充分である。研削具の最初の回転数はこの場合低くさ
れていて、研削具の相互の前損傷が生じないようになっ
ている。研削具の停止はモータ軸のセンサを介して検出
することができ、実際の送り位置は貯蔵することができ
る。
【００１６】方法にとって重要なことは、第２の加工工
具の位置データを正確にし知ることであり、したがって
その端面側の加工面５は基準面として役立つことができ
る。種々の走査過程によって第２の研削具４の絶対的な
位置データが調べられる。第２の研削具４の大面積の研
削面５は軸方向でも、要するに回転軸戦７に沿って、正
確な絶対的な位置決定を可能にする。それは摩擦面が充
分に大きくて、例えば工作物に配置されている基準面に
おいて接触によって制動することができるからである。
第２の研削具４の絶対的な位置の値から、間接的に第１
のとがった研削具１の絶対的な位置を定めることができ
る。特に、この相対的な測定は、工作物がとがった研削
具及び端面側の大面積の研削具により研削される研削加
工の場合に極めて良い。
【００１７】駆動軸全体ひいては工具１は図示していな
い手段を介して加工すべき工作物に向かう方向及びこれ
から離反する方向に動かすことができる。
【００１８】この場合駆動モータの工具１のための回転
数は始動回転数に調整され、この始動回転数は、基準面
１０が工具先端７によって接触せしめられる場合に、こ
れによって生ぜしめられる摩擦力によって駆動モータの
回転数がゼロになるように、低い。駆動モータは要する
に摩擦に基づいて停止するまで制動せしめられる。
【００１９】直接的に明らかであるように、この制動力
は、円すい状に先細になっている先端の場合に、最初は
ほとんど点形の接触面に基づいて極めて小さくなければ
ならず、したがってずれｒによって形成されているレバ
ー腕に基づいて初めて充分に大きな制動モーメントが構
成され、これによって駆動軸はずれのない場合よりも明
確に早期に停止せしめられる。
【００２０】加工工具が、位置決定の場合に生ずる力に
よって損傷することを防止するために、駆動軸の送り装
置内に前緊縮されたばねエレメントを設けておくことが
でき、これは負荷の下で弾入することによって、停止し
ている工具に作用する力を受け止める。弾入はこの場
合、送りの方向とは逆に行われ、その際ばねエレメント
の前緊縮は充分に大きく選んで、加工中に予定通りに生
ずる所定の工具負荷を超えるようにしなければならな
い。弾入はしたがって単に工具を過負荷に対して保護す
るために行われる。これによって、一面では工具先端の
過負荷による損傷が回避され、かつ他面では、工具先端
による工作物の正確な加工が行われる。
【００２１】駆動モータが制動せしめられる場合、端面
に接触している工具１、４がそれ以上回転し得ないよう
に、配慮される。このことは、加工工具若しくは駆動モ
ータの回転数が工具の送りのための案内値として使用さ
れることによって、生ぜしめられる。工具の回転数が低
下すると、送りも減少せしめられる。工具がゼロに制動
されると、送りもゼロになる。
【００２２】２つの、ダイヤモンドを付けた研削具お互
いに位置決定する場合に、加工工具が接触の前に、加工
に使用される回転数の１００分の１よりも小さい回転数
で、特に毎秒１〜１０回転で回転させれば充分であると
分かった。
【００２３】工具１及び４は本来の接触の前に工具先端
２の位置決定のために互いに整向せしめられ、その際、
ここでは基準面１０に対する間隔に関しての粗い位置決
定である。続いて行われる位置決定に比して明らかに大
きな送り速度で行うことのできるこの粗い位置決定の後
に初めて、基準面に対する工具のゆっくりとした送りが
行われ、したがって全体として短い時間が必要である。
【００２４】位置決定の後に、確定された位置を所定の
修正値だけ変化させることができ、例えば慣性に基づく
システム特性を考慮することができる。これによって精
度を更に改善することができる。
【００２５】各区研削過程の前に、研削具は軸方向に位
置決めされる。研削具先端の間の間隔が極めて短く、し
たがって単に短い走査距離を前進させる必要があること
が考慮される。このことは、停止している加工工具の基
準面に対する加工工具１の前もっての粗い走査過程によ
って行うことができる。
【００２６】次いで第２の研削具４はゆっくりと回転
（１〜１０Ｈｚ）せしめられる。この場合、駆動モータ
には丁度、実際の軸受け及び伝動装置グリースが克服さ
れるような、出力が供給される。研削具の生ぜしめられ
る回転数はこの場合、研削具の前損傷を回避し得るよう
な、低さである。
【図面の簡単な説明】
【図１】接触過程の前の加工工具の整向を示した原理図
である。
【符号の説明】
１ 第１の加工工具、 ２ 先端、 ３ 工作物、 ４
加工工具、 ５ 加工面、 ６ 軸線、 ７ 軸線、
８矢印、 ９ 矢印、 １０ 矢印、 １１加工スペ
ース、 ｒ ずれ

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の加工工具の、第２の加工工具
    （４）を有している加工スペース（１１）内の実際の位
    置データを定める方法であって、その際第２の工具
    （４）は第１の工具の定めるべき位置データに関して公
    知の位置データを有しており、その際第１の工具（１）
    及び第２の工具（４）は互いに接近する方向にかつ互い
    に離反する方向に運動可能である形式のものにおいて、
    その位置を定めるべき第１の工具（１）が、第２の加工
    工具（４）の、その位置が公知の加工面（５）に接触
    し、その際第２の工具のための駆動モータの回転数が、
    第２の工具の回転数が第１の工具（１）の接触の際に、
    測定可能に減少せしめられるように低い始動回転数に調
    整されることを特徴とする、加工工具の実際の位置を定
    める方法。
  2. 【請求項２】 まず、第２の加工工具の絶対的な位置デ
    ータを、種々の、工具の工作物あるいは工作物に固定さ
    れている部分の基準面に対する接触によって調べ、その
    際軸方向でも、加工面（５）の絶対的な位置決定が行わ
    れることを特徴とする、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 第２の工具（４）が端面側の加工面
    （５）を、かつ第１の加工工具（１）が先細になってい
    る先端に位置している加工面を有していることを特徴と
    する、請求項１又は２記載の方法。
  4. 【請求項４】 両方の工具（１，４）の加工軸線（６，
    ７）が互いに平行にずれ（ｒ）をもって整向されてお
    り、したがって第１の工具（１）の、第２の加工工具
    （４）の回転する加工面（５）に対する接触が中心を外
    れて行われることを特徴とする、請求項１から３までの
    いずれか１項に記載の方法。
  5. 【請求項５】 加工工具（４）が、接触の前に、加工に
    使用される回転数の１００分の１よりも小さい回転数
    で、特に毎秒１〜１０回転の回転数で、駆動されること
    を特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記
    載の方法。
  6. 【請求項６】 工具（１，４）が、本来の位置決定の前
    に、互いに粗く整向されることを特徴とする、請求項１
    から５までのいずれか１項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 工具先端（２，５）の走査中に、駆動モ
    ータに、実際の軸受けの及びすべての潤滑剤の摩擦モー
    メントが丁度超えられるような、多さの出力が供給され
    ることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１
    項に記載の方法。
  8. 【請求項８】 工具（１）の確定された位置が所定の修
    正値だけ変化せしめられることを特徴とする、請求項１
    から７までのいずれか１項に記載の方法。
  9. 【請求項９】 第２の工具（４）及び又は第１の工具
    （１）の送りが、工具（４）のための駆動モータの回転
    数に連結されていて、工具（４）の回転数の減少が送り
    の減少を生ぜしめることを特徴とする、請求項１から８
    までのいずれか１項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 工具（１，４）の送りが、工具（４）
    の駆動モータの回転数がゼロになったときに、停止せし
    められることを特徴とする、請求項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれか１項に記載
    の方法を実施する装置であって、その都度少なくとも１
    つの回転せしめられ、先端に向かって先細になっている
    か、若しくは端面側の加工面（２，５）有する加工工具
    （１，４）を受容する第１及び第２のスピンドルを有
    し、その際これらのスピンドルは、加工工具（１，４）
    及び工作物（３）が、工作物（３）において材料が除去
    されるように、互いに接近する方向にかつ互いに離反す
    る方向に動かされることができるように配置されかつ支
    承されており、更に、スピンドルを調節するための及び
    加工工具を駆動するための駆動モータを有しており、更
    に、工具の送り距離を確定する信号を生ぜしめる手段を
    有し、この信号は加工工具（１）のスタート位置を調べ
    るために使用される形式のものにおいて、接触面（５）
    が回転する工具（４）の端面側の加工面によって形成さ
    れており、第１の加工工具が軸平行にずれ（ｒ）をもっ
    て接触面に整向されていることを特徴とする、請求項１
    から１０までのいずれか１項に記載の方法を実施する装
    置。
  12. 【請求項１２】 第１の工具（１）が先細になっている
    先端を有しており、かつ特に先端を有する球研削具又は
    円すい研削具として構成されており、第２の工具（４）
    が円柱体の端面として構成されていることを特徴とす
    る、請求項１１記載の装置。
  13. 【請求項１３】 第１の工具（１）及び又は第２の工具
    を相互に向かって送るための駆動手段が設けられてお
    り、これらの駆動手段は加工工具（４）の回転数に連結
    されていて、加工工具（４）の回転数が減少すると、駆
    動手段によって生ぜしめられる運動が減少せしめられる
    ことを特徴とする、請求項１２記載の装置。
JP2002018355A 2001-01-30 2002-01-28 加工工具の実際の位置を定める方法及びそのための装置 Expired - Lifetime JP4141144B2 (ja)

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