JP2003019644A - 工作機械および加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工中に誤差なく刃先位置を計測し、加工後
の製品の監視、工具摩耗量計測可能な工作機械及び加工
方法を提供する。 【解決手段】 工作機械は、工具６、検出部を有する位
置計測用センサ５を装備したタレット７をＸ、Ｚ軸方向
に駆動するボールネジ９、１２及びモータ１０、１３
と、タレット７のＸ、Ｚ軸方向位置を検出する位置検出
用エンコーダ１１、１４及びＸ軸位置検出用リニアスケ
ール１５と、当接した工具６の刃先のＸ、Ｚ軸方向位置
を計測する刃先位置計測用センサ１６と、検出部を位置
計測用センサ校正用基準物２０へ当接させることにより
検出した主軸の位置に対する検出部の位置と検出部を刃
先位置計測用センサ１６へ当接させることにより検出し
た検出部の位置とに基づいて刃先位置計測用センサ１６
の位置を求めるＮＣ装置１９と、工具摩耗量計測用共通
基準面２２を有する工具摩耗量計測部とを有し、加工前
後に刃先および加工物の位置を計測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、工作機械、特に
ＮＣ旋盤における装置及び加工方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のＮＣ旋盤では、回転可能なセンサ
アームに刃先位置計測用センサを装着した機構が採用さ
れている。

【０００３】図１２は従来のＮＣ旋盤を示した全体構成
図であり、ＮＣ装置１９より刃先位置計測指令が出ると
Ｘ軸ボールネジ１２及びＸ軸モータ１３が駆動し、タレ
ット７に装着された工具６は移動してあらかじめ主軸中
心位置に設定された刃先位置計測用センサ１６に接触す
る。そして、電気信号がＯＮとなりＮＣ装置１９に電気
信号が伝達され移動を停止する。この時の位置をＸ軸位
置検出用エンコーダ１４にて検出し、ＮＣ装置１９にて
主軸中心位置からの工具オフセット量を演算する。この
動作を加工前ごとに行い加工精度を維持している。ま
た、刃先位置計測用センサ１６はセンサアーム１７に装
着されており、センサアーム用モータ１８により回転可
能であり計測を行う時のみ機械内に自動で振り込まれ
る。なお、工具６は加工物１に応じて複数使用されるた
め、上述の刃先位置計測も複数の工具について行われ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のＮＣ旋盤においては、加工中の切削熱、ビルト
インモータ３の発熱等の外乱によりセンサアーム１７が
変位してしまい、そのため刃先位置計測用センサ１６の
位置があらかじめ設定してあった主軸中心位置から変位
してしまう可能性があった。この変位は、刃先位置計測
に誤差が生じて加工精度が劣化する原因となる。特に加
工後の計測が困難な部分ではこの影響が大きくなる。

【０００５】また、刃先位置計測による加工前計測のみ
であるため、加工完了品が許容寸法内で加工されている
か確認できず、加工不良製品を多数生産してしまう恐れ
がある。

【０００６】この発明は上述した事情から成されたもの
であり、この発明の目的は、加工中の外乱により誤差を
生じる事なく刃先の位置を計測し、加工後の製品の監
視、工具摩耗量計測も可能な工作機械及び加工方法を提
供する事にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる工作機械
は、工具および位置計測用センサを移動させる駆動手段
と、上記位置計測用センサの検出部の位置および工具の
刃先の位置を検出する位置検出手段と、既知の形状であ
り主軸に固定された基準物に上記検出部を当接させたと
きの該検出部の位置と、刃先位置計測用センサに該検出
部を当接させたときの該検出部の位置と、に基づいて主
軸中心位置に対する上記刃先位置計測用センサの位置を
求める校正手段と、を備えることを特徴とする。

【０００８】また、本発明にかかる工作機械では、基準
物は、主軸中心線上にあり主軸に固定されたリングであ
るのが好適である。

【０００９】また、本発明にかかる加工方法は、上記工
作機械において、既知の形状であり主軸に固定された基
準物に上記検出部を当接させたときの該検出部の位置を
検出するステップと、刃先位置計測用センサに該検出部
を当接させたときの該検出部の位置を検出するステップ
と、上記基準物に上記検出部を当接させたときの該検出
部の位置、および刃先位置計測用センサに該検出部を当
接させたときの該検出部の位置に基づいて、主軸中心位
置に対する上記刃先位置計測用センサの位置を校正する
ステップと、を有し、各工具の刃先の位置を計測するこ
とを特徴とする。

【００１０】以上の工作機械および加工方法において
は、主軸中心位置に対する刃先位置計測用センサの位置
を計測し校正するようにしたので、加工中の外乱により
刃先位置計測用センサが変位することにより発生する誤
差をなくすことができ、加工後に計測が困難な部分の精
度も向上する。また、加工後の加工物の寸法計測も可能
であり、加工後の製品の監視もできる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る工作機械の一
実施形態の全体構成図である。工具６はタレット７に装
着されＺ軸ボールネジ９及びＺ軸モータ１０によってＺ
軸方向に駆動し、その位置はＺ軸位置検出用エンコーダ
１１により検出される。また、Ｘ軸ボールネジ１２及び
Ｘ軸モータ１３によってＸ軸方向に駆動し、その位置は
Ｘ軸位置検出用エンコーダ１４によって検出されるとと
もに、Ｘ軸位置検出用リニアスケール１５によって直線
的な位置検出も行われている。なお、この直線的な位置
検出手段はリニアスケールに限らずインダクトシンも考
えられ、また、Ｚ軸にも適用する事も可能である。ま
た、検出部を先端に有しており、その検出部に当接した
刃先位置計測用センサ１６の位置を計測する位置計測手
段としての位置計測用センサ５は、タレット７に装着さ
れているので、工具６の駆動手段によって移動される。
すなわち、Ｚ軸ボールネジ９、Ｚ軸モータ１０、Ｘ軸ボ
ールネジ１２及びＸ軸モータ１３で構成される工具６の
駆動手段は、位置計測用センサ５の移動手段でもあり、
Ｚ軸位置検出用エンコーダ１１、Ｘ軸位置検出用エンコ
ーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５で構成
される工具６の位置検出手段は、位置計測用センサ５の
位置検出手段でもある。

【００１２】一方、刃先位置計測用センサ１６は、セン
サアーム１７に装着されセンサアーム用モータ１８にて
計測時にのみ工作機械内へ自動で振り込まれる。これら
で構成される刃先位置計測手段は、移動し当接した工具
６の刃先のＺ軸及びＸ軸方向位置を計測する。なお、こ
のセンサアーム１７の工作機械内への振り込みは手動に
より行う方法も考えられる。また、加工物１は主軸チャ
ック２にて保持されビルトインモータ３にて回転しその
回転角度は回転角度検出用エンコーダ４にて検出され
る。主軸チャック２は、位置計測用センサ校正用基準物
２０を装備している。ＮＣ装置１９は、検出部を位置検
出用センサ校正用基準物２０へ当接させることにより検
出した主軸の位置に対する検出部の位置と、検出部を刃
先位置計測用センサ１６へ当接させることにより検出し
た検出部の位置と、に基づいて刃先位置計測用センサ１
６の位置を求める校正手段である。つまり、ＮＣ装置１
９は、駆動手段で移動した位置計測用センサ５を位置検
出用センサ校正用基準物２０に当接させることにより位
置検出用センサ校正用基準物２０のＺ軸及びＸ軸方向の
位置を計測し、ＮＣ装置１９より位置計測用センサ５自
身の位置の校正を行う。また、この校正された位置計測
用センサ５を駆動手段で移動させ、刃先位置計測用セン
サ１６を当接する事により刃先位置計測用センサ１６の
Ｚ軸及びＸ軸方向の位置を計測し、刃先位置計測用セン
サ１６の位置の校正を行う。

【００１３】また、タレット７に工具摩耗量を計測する
ための基準面であって刃先位置計測用センサ１６で計測
可能な工具摩耗量計測用共通基準面２２を有する工具磨
耗量計測手段としての工具摩耗量計測部を装備した場
合、ＮＣ装置１９は、加工前に工具摩耗量計測用共通基
準面２２及び工具６の刃先を駆動手段で移動させ、刃先
位置計測用センサ１６に当接させることにより工具摩耗
量計測用共通基準面２２のＺ軸及びＸ軸方向の位置と工
具６の刃先のＺ軸及びＸ軸方向の位置を計測し記憶して
おく。そして、加工後に再度工具摩耗量計測用共通基準
面２２及び工具６の刃先を駆動手段で移動させ、刃先位
置計測用センサ１６に当接させることにより工具摩耗量
計測用共通基準面２２のＺ軸及びＸ軸方向の位置と工具
６の刃先のＺ軸及びＸ軸方向の位置を計測する。ＮＣ装
置１９は、これらの計測値より工具摩耗量を求める。な
お、刃先位置計測用センサ１６及び位置計測用センサ５
の検出方法は接触式に限らず非接触式のものも考えられ
る。また接触式のものでもＯＮ、ＯＦＦ検出だけでな
く、アナログ検出でセンサの接触後の移動距離も検出で
きるものであれば更に精度が良くなる。

【００１４】図２は本実施の形態における工作機械の要
部の位置関係を示した図である。刃先位置計測用センサ
１６の主軸中心位置からの距離Ｘ１６は、加工を行うと
ともに熱等の外乱の影響でＸ１６Ｅ変位する。また、位
置計測用センサ５及び工具６を備えたタレット７の中心
位置と主軸中心位置の距離Ｘ７も同様にＸ７Ｅ変位す
る。さらに、加工が進むにつれて工具摩耗により工具６
のタレット７の中心位置からの距離Ｘ６もＸ６Ｅ変位す
る。

【００１５】図３から図５は本実施の形態におけるタレ
ット７に装着された位置計測用センサ５の位置の校正の
方法を説明するために用いる図である。図３は本実施の
形態の主軸チャック把握型基準物２０ａを用いた位置計
測用センサ５の位置の校正の方法を説明するために用い
る図である。図３左図のように既知の寸法である主軸チ
ャック把握型基準物２０ａを主軸チャック２で保持し、
この主軸チャック把握型基準物２０ａに、タレット７に
装着された位置計測用センサ５を駆動手段で移動させ接
触させる。この接触時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に伝達
されると移動を停止する。この時の位置はＸ軸位置検出
用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１
５にて検出される。同様に図３中央図のようにもう一端
の位置も計測してＮＣ装置１９より主軸チャック把握型
基準物２０ａの寸法が求められる。そして、主軸チャッ
ク把握型基準物２０ａの寸法は既知であるので、位置計
測用センサ５の計測結果より位置計測用センサ５を装着
したタレット７の主軸中心位置からの距離Ｘ７が校正さ
れる。また、主軸チャック把握型基準物２０ａを主軸チ
ャック２で保持する際のチャッキング誤差は、ビルトイ
ンモータ３を任意の角度回転させその角度を回転角度検
出用エンコーダ４にて検出し、前記と同様に主軸チャッ
ク把握型基準物２０ａの寸法を計測する動作を繰返し行
い、その計測値を平均する事により解消する。また、図
３ではＸ軸方向について説明したがＺ軸方向についても
同様である。なお、主軸チャック把握型基準物２０ａの
既知の寸法部分は外径に限らず内径でもよい。

【００１６】図４は本実施の形態の主軸チャック内蔵型
基準物２０ｂを用いた位置計測用センサ５の位置の校正
の方法を説明するために用いる図である。図４左図のよ
うに既知の寸法である主軸チャック内蔵型基準物２０ｂ
を主軸チャック２に内蔵し、図４中央図のようにこの主
軸チャック内蔵型基準物２０ｂに、タレット７に装着さ
れた位置計測用センサ５を駆動手段で図４左図の状態よ
りＸ＋方向に移動させ、主軸チャック内蔵型基準物２０
ｂに接触させる。この接触時のＯＮ信号がＮＣ装置１９
に伝達されると移動を停止する。この時の位置はＸ軸位
置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケ
ール１５にて検出される。続いて、図４右図のように駆
動手段でＸ−方向に移動させ、主軸チャック内蔵型基準
物２０ｂに再度接触させる。この接触時のＯＮ信号がＮ
Ｃ装置１９に伝達されると再度移動を停止する。この２
度の接触間の移動距離をＸ軸位置検出用エンコーダ１４
及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５にて検出され、
ＮＣ装置１９により主軸チャック内蔵型基準物２０ｂの
寸法が求められる。そして、主軸チャック内蔵型基準物
２０ｂの寸法は既知であるので、位置計測用センサ５の
計測結果より位置計測用センサ５を装着したタレット７
の主軸中心位置からの距離Ｘ７が校正される。また、図
４ではＸ軸方向について説明したがＺ軸方向についても
同様である。なお、主軸チャック内蔵型基準物２０ｂの
既知の寸法部分は内径に限らず外径でもよい。

【００１７】図５は本実施の形態の切削可能型基準物２
０ｃを用いた位置計測用センサ５の位置の校正の方法を
説明するために用いる図である。図５左図のように切削
可能型基準物２０ｃを主軸チャック２に装着し、ビルト
インモータ３にて主軸チャック２を回転させ、タレット
７に装着された工具６を駆動手段で移動させ、切削可能
型基準物２０ｃを任意の指令寸法に加工する。続いて、
図５中央図のように加工された切削可能型基準物２０ｃ
に、タレット７に装着された位置計測用センサ５を駆動
手段で図５右図のように移動させ接触させる。この接触
時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に伝達されると移動を停止
する。この時の位置はＸ軸位置検出用エンコーダ１４及
びＸ軸位置検出用リニアスケール１５にて検出される。
そして、切削可能型基準物２０ｃは任意の指令寸法に加
工されているので指令寸法と位置計測用センサ５の計測
結果より位置計測用センサ５を装着したタレット７の主
軸中心位置からの距離Ｘ７が校正される。また、図５で
はＸ軸方向について説明したがＺ軸方向についても同様
である。なお、切削可能型基準物２０ｃの代わりに加工
物１を計測する方法も考えられる。

【００１８】図６は本実施の形態の刃先位置計測用セン
サ１６の位置の校正の方法を説明するために用いる図で
ある。前記の図３から図５のように位置を校正され、タ
レット７に装着された位置計測用センサ５を駆動手段に
て図６左図の状態から図６右図のように移動させ刃先位
置計測用センサ１６に接触させる。この接触の検知は、
位置計測用センサ５のＯＮ信号と刃先位置計測用センサ
１６のＯＮ信号のＯＲ論理回路となっており、位置計測
用センサ５か刃先位置計測用センサ１６のどちらかの電
気信号がＮＣ装置１９に伝達されると移動を停止する。
この時の位置はＸ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸
位置検出用リニアスケール１５にて検出される。そし
て、ＮＣ装置１９より刃先位置計測用センサ１６の主軸
中心位置からの距離Ｘ１６が校正される。また、図６で
はＸ軸方向について説明したがＺ軸方向についても同様
である。なお、センサの接触の検知の方法は、上記の方
法以外にもどちらかに接触するとセンサの信号が必ず先
に出る構造を持つものも考えられる。

【００１９】そして、加工前にタレット７に装着された
工具６を駆動手段で移動させ刃先位置計測用センサ１６
に接触させる。この接触時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に
伝達されると移動を停止する。この時の位置Ｘ６前はＸ
軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニア
スケール１５にて検出され、ＮＣ装置１９に記憶され
る。続いて、加工後に図３から図６までの方法で刃先位
置計測用センサ１６の主軸中心位置からの距離Ｘ１６を
校正し、再度タレット７に装着された工具６を駆動手段
で移動させ刃先位置計測用センサ１６に接触させる。こ
の接触時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に伝達されると移動
を停止する。この時の位置Ｘ６後はＸ軸位置検出用エン
コーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５にて
検出され、先にＮＣ装置１９に記憶しておいた加工前の
工具６の位置Ｘ６前との差より工具６の工具摩耗量が求
められる。なお、上記ではＸ軸方向について説明したが
Ｚ軸方向についても同様である。

【００２０】図７及び図８は本発明の関連技術としての
タレット７に装着された工具６の工具摩耗量計測を刃先
位置計測用センサ１６の主軸中心位置からの距離Ｘ１６
を校正する事なく行う方法を説明するために用いる図で
ある。図７は工具近傍工具位置基準面２１を用いた工具
摩耗量計測の方法を説明するために用いる図である。図
７左図のように加工前にタレット７に装着された工具近
傍工具位置基準面２１を駆動手段で移動させ刃先位置計
測用センサ１６に接触させる。この接触時のＯＮ信号が
ＮＣ装置１９に伝達されると移動を停止する。この時の
位置Ｘ２１前はＸ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸
位置検出用リニアスケール１５にて検出される。

【００２１】続いて、図７右図のようにタレット７に装
着された工具６を同様に駆動手段で移動させ刃先位置計
測用センサ１６に接触させる。この接触時のＯＮ信号が
ＮＣ装置１９に伝達されると移動を停止する。この時の
位置Ｘ６前はＸ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位
置検出用リニアスケール１５にて検出される。そして、
工具近傍工具位置基準面２１の位置Ｘ２１前と工具６の
位置Ｘ６前の差をＮＣ装置１９に記憶しておく。続い
て、加工後に再度タレット７に装着された工具近傍工具
位置基準面２１を駆動手段で移動させ刃先位置計測用セ
ンサ１６に接触させる。この接触時のＯＮ信号がＮＣ装
置１９に伝達されると移動を停止する。この時の位置Ｘ
２１後はＸ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検
出用リニアスケール１５にて検出される。

【００２２】続いて、タレット７に装着された工具６を
同様に駆動手段で移動させ刃先位置計測用センサ１６に
接触させる。この接触時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に伝
達されると移動を停止する。この時の位置Ｘ６後はＸ軸
位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアス
ケール１５にて検出される。そして、工具近傍工具位置
基準面２１の位置Ｘ２１後と工具６の位置Ｘ６後の差と
先にＮＣ装置１９に記憶しておいた加工前の工具近傍工
具位置基準面２１の位置Ｘ２１前と工具６の位置Ｘ６前
の差より工具６の工具摩耗量を求める。なお、工具摩耗
量の算出方法については、加工前の工具近傍工具位置基
準面２１の位置Ｘ２１前と加工後の工具近傍工具位置基
準面２１の位置Ｘ２１後の差と、加工前の工具６の位置
Ｘ６前と加工後の工具６の位置Ｘ６後の差より算出する
方法も考えられる。また、図６ではＸ軸方向について説
明したがＺ軸方向についても同様である。

【００２３】図８は本発明の関連技術としての工具摩耗
量計測用共通基準面２２による工具摩耗量計測の方法を
説明するために用いる図である。上述図７の方法と同様
に図８左図のようにタレット７に装着された工具摩耗量
計測用共通基準面２２を駆動手段で移動させ刃先位置計
測用センサ１６に接触させる。この接触時のＯＮ信号が
ＮＣ装置１９に伝達されると移動を停止する。この時の
位置Ｘ２２前は、Ｘ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ
軸位置検出用リニアスケール１５にて検出される。続い
て、図８中央図のようにタレット７に装着された工具６
を同様に駆動手段で移動させ刃先位置計測用センサ１６
に接触させる。この接触時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に
伝達されると移動を停止する。この時の位置Ｘ６前はＸ
軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニア
スケール１５にて検出される。そして、工具摩耗量計測
用共通基準面２２の位置Ｘ２２前と工具６の位置Ｘ６前
の差をＮＣ装置１９に記憶しておく。

【００２４】続いて、加工後に再度タレット７に装着さ
れた工具摩耗量計測用共通基準面２２を駆動手段で移動
させ刃先位置計測用センサ１６に接触させる。この接触
時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に伝達されると移動を停止
する。この時の位置Ｘ２２後はＸ軸位置検出用エンコー
ダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５にて検出
される。続いて、タレット７に装着された工具６を同様
に駆動手段で移動させ刃先位置計測用センサ１６に接触
させる。この接触時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に伝達さ
れると移動を停止する。この時の位置Ｘ６後はＸ軸位置
検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケー
ル１５にて検出される。そして、工具摩耗量計測用共通
基準面２２の位置Ｘ２２後と工具６の位置Ｘ６後の差と
先にＮＣ装置１９に記憶しておいた加工前の工具摩耗量
計測用共通基準面２２の位置Ｘ２２前と工具６の位置Ｘ
６前の差より工具６の工具摩耗量を求める。なお、工具
摩耗量の算出方法については、加工前の工具摩耗量計測
用共通基準面２２の位置Ｘ２２前と加工後の工具摩耗量
計測用共通基準面２２の位置Ｘ２２後の差と、加工前の
工具６の位置Ｘ６前と加工後の工具６の位置Ｘ６後の差
より算出する方法も考えられる。

【００２５】続いて、タレット７を旋回させて別の工具
６ａを割り出し、この工具６ａに関しても同様に刃先位
置計測用センサ１６に接触させその位置を検出し工具摩
耗量を求める。この方法を順次行いすべての工具につい
て工具摩耗量計測を行う。なお、タレット７の旋回によ
る位置決め誤差は工具摩耗量による誤差Ｘ６Ｅに比較し
て小さいものとし、工具摩耗量計測用共通基準面２２は
各工具共通とした。また、図６ではＸ軸方向について説
明したがＺ軸方向についても同様である。そして、工具
摩耗量計測用共通基準面２２の装着位置はタレット７に
限らず加工及び工具６の刃先位置計測の邪魔にならない
場所でかつ刃先位置計測用センサ１６で計測可能な位置
であれば任意の場所でよい。

【００２６】図９は本実施の形態の加工後計測の方法を
説明するために用いる図である。図９左図のように主軸
チャック２で保持された加工後の加工物１にタレット７
に装着された位置計測用センサ５を駆動手段で移動させ
接触させる。この接触時のＯＮ信号はＮＣ装置１９に伝
達され停止し、この時の位置はＸ軸位置検出用エンコー
ダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５にて検出
される。同様に図９右図のようにもう一端の位置も計測
してＮＣ装置１９より加工後の加工物１の寸法が求めら
れる。また、図９ではＸ軸方向について説明したがＺ軸
方向についても同様である。なお、加工後の加工物１の
寸法計測部分は外径に限らず内径でもよい。

【００２７】続いて、図１０を用いて本実施の形態のＮ
Ｃ旋盤における加工時の動作状況について説明する。図
１０は本実施の形態を用いたＮＣ旋盤での加工時の動作
状況を示すフローチャートである。加工物１が初品であ
るときは、後述する加工前計測を行い工具オフセット量
をＮＣ装置１９にて演算し補正する。続いて加工を開始
し、あらかじめＮＣ装置１９に入力しておいた計測挿入
個数に到達するとＮＣ装置１９より加工後計測指令が出
され、先に図９を用いて説明したように加工物１の計測
を行う。そして、計測寸法があらかじめＮＣ装置１９に
入力しておいた許容寸法範囲外であるときは直ちに加工
を停止し、ＮＣ装置１９にアラーム表示して不良品を多
数加工する事がないようにしてある。許容寸法範囲内で
あるときは、続いて先に図７及び図８で説明した方法で
工具摩耗量計測を行う。そして、計測した工具摩耗量が
あらかじめＮＣ装置１９に入力しておいた許容工具摩耗
量未満であるときには引き続き加工を行い、許容工具摩
耗量以上であるときには、工具交換を行い、初品加工の
際と同様に加工前計測を行ってから加工を再開する。な
お、加工後計測及び工具摩耗量計測は別々に任意の個数
加工後に挿入することができ、挿入も加工個数ではなく
加工時間で決める方法も考えられる。

【００２８】図１１は本実施の形態の加工前計測の動作
状況を示すブロック図である。ＮＣ装置１９より加工前
計測指令が出されると、先に図３から図５を説明したよ
うに主軸チャック２に把持されている主軸計測用センサ
校正用基準物２０を計測し、タレット７に装着した位置
計測用センサ５の位置を校正する。続いて先に、図６を
用いて説明したように位置を校正した位置計測用センサ
５で刃先位置計測用センサ１６の位置を計測し位置を校
正する。そして、工具６を刃先位置計測用センサ１６に
接触させ位置を計測し、ＮＣ装置１９にて工具オフセッ
ト量を演算し加工前計測が終了する。

【００２９】なお、加工前計測、加工後計測及び工具摩
耗量計測の方法は、加工物１の必要精度及び加工時間限
度等に応じて選択可能であり、計測挿入時期についても
個別に設定可能である。また、この実施の形態はＮＣ旋
盤に限らず他の工作機械にも適用できる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の工作機
械及び加工方法によれば、刃先位置計測手段の位置を計
測し校正することができるので、加工中の熱等の外乱に
より発生する誤差をなくすことができ、加工後の計測が
困難な部分の精度も向上する。

【００３１】また、加工後の加工物の寸法計測も可能で
あり、加工後の製品の監視もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る工作機械の一実施形態の全体構
成図である。

【図２】 本実施の形態における工作機械の要部の位置
関係を示した図である。

【図３】 本実施の形態の主軸チャック把握型基準物を
用いた位置計測用センサの位置の校正の方法を説明する
ために用いる図である。

【図４】 本実施の形態の主軸チャック内蔵型基準物を
用いた位置計測用センサの位置の校正の方法を説明する
ために用いる図である。

【図５】 本実施の形態の切削可能型基準物を用いた位
置計測用センサの位置の校正の方法を説明するために用
いる図である。

【図６】 本実施の形態の刃先位置計測用センサの位置
の校正の方法を説明するために用いる図である。

【図７】 本発明の関連技術としての工具近傍工具位置
基準面を用いた工具摩耗量計測の方法を説明するために
用いる図である。

【図８】 本発明の関連技術としての工具摩耗量計測用
共通基準面による工具摩耗量計測の方法を説明するため
に用いる図である。

【図９】 本実施の形態の加工後計測の方法を説明する
ために用いる図である。

【図１０】 本実施の形態のＮＣ旋盤における加工時の
動作状況を示したフローチャートである。

【図１１】 本実施の形態の加工前計測の動作状況を示
すブロック図である。

【図１２】 従来のＮＣ旋盤を示した全体構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 加工物、２ 主軸チャック、３ ビルトインモー
タ、４ 回転角度検出用エンコーダ、５ 位置計測用セ
ンサ、６ 工具、７ タレット、８ 刃物台、９Ｚ軸ボ
ールネジ、１０ Ｚ軸モータ、１１ Ｚ軸位置検出用エ
ンコーダ、１２Ｘ軸ボールネジ、１３ Ｘ軸モータ、１
４ Ｘ軸位置検出用エンコーダ、１５Ｘ軸位置検出用リ
ニアスケール、１６ 刃先位置計測用センサ、１７ セ
ンサアーム、１８ センサアーム回転用モータ、１９
ＮＣ装置、２０ 位置計測用センサ校正用基準物、２０
ａ 主軸チャック把握型基準物、２０ｂ 主軸チャック
内蔵型基準物、２０ｃ 切削可能型基準物、２１ 工具
近傍工具位置基準面、２２ 工具摩耗量計測用共通基準
面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C001 KA02 KA05 KB01 TA02 TB02 TB03 TC09 TD02 3C029 AA21 CC01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具および位置計測用センサを移動させ
   る駆動手段と、 前記位置計測用センサの検出部の位置および工具の刃先
   の位置を検出する位置検出手段と、 既知の形状であり主軸に固定された基準物に前記検出部
   を当接させたときの該検出部の位置と、刃先位置計測用
   センサに該検出部を当接させたときの該検出部の位置
   と、に基づいて主軸中心位置に対する前記刃先位置計測
   用センサの位置を求める校正手段と、 を備えることを特徴とする工作機械。
2. 【請求項２】 前記基準物は、主軸中心線上にあり主軸
   に固定されたリングであることを特徴とする請求項１に
   記載の工作機械。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の工作機械にお
   いて、 既知の形状であり主軸に固定された基準物に前記検出部
   を当接させたときの該検出部の位置を検出するステップ
   と、 刃先位置計測用センサに該検出部を当接させたときの該
   検出部の位置を検出するステップと、 前記基準物に前記検出部を当接させたときの該検出部の
   位置、および刃先位置計測用センサに該検出部を当接さ
   せたときの該検出部の位置に基づいて、主軸中心位置に
   対する前記刃先位置計測用センサの位置を校正するステ
   ップと、 を有し、各工具の刃先の位置を計測することを特徴とす
   る加工方法。