JP2012091261A - 工具研削盤における熱変位補正方法、工具研削盤、ncプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】設備コストがかからない簡単な構成で熱変位補正を可能とする。
【解決手段】S1で暖機運転を行い(第1の暖機運転ステップ)、S3で各基準点の座標値を測定する(第2の基準点測定ステップ)。S5で、測定された座標値と前日の座標値とを比較して両者の差を算出し、S6で算出した差が許容値内にあるか否かを判別する(第1の判別ステップ)。ここで差が許容値内になければ、N回に達するまで暖機運転を繰り返し(第2の暖機運転ステップ)。暖機運転がN回に達すると、S3で再び各基準点の座標値を測定して(第3の基準点測定ステップ)、S5,6で前日の座標値との差が許容値内にあるか否かを判別する(第2の判別ステップ)。ここで許容値内になければ、暖機運転をN回繰り返しても座標値の差が許容値内にならなかったとして、S11で、差に基づいてワーク座標原点を補正し(補正ステップ)、補正したNCプログラムで加工を行う。
【選択図】図8
【解決手段】S1で暖機運転を行い(第1の暖機運転ステップ)、S3で各基準点の座標値を測定する(第2の基準点測定ステップ)。S5で、測定された座標値と前日の座標値とを比較して両者の差を算出し、S6で算出した差が許容値内にあるか否かを判別する(第1の判別ステップ)。ここで差が許容値内になければ、N回に達するまで暖機運転を繰り返し(第2の暖機運転ステップ)。暖機運転がN回に達すると、S3で再び各基準点の座標値を測定して(第3の基準点測定ステップ)、S5,6で前日の座標値との差が許容値内にあるか否かを判別する(第2の判別ステップ)。ここで許容値内になければ、暖機運転をN回繰り返しても座標値の差が許容値内にならなかったとして、S11で、差に基づいてワーク座標原点を補正し(補正ステップ)、補正したNCプログラムで加工を行う。
【選択図】図8
Description
本発明は、回転する砥石によって刃具や工具等のワークを研削加工する工具研削盤において、運転に伴って発生する熱変位を補正する方法と、当該熱変位補正機能を備えた工具研削盤と、工具研削盤に熱変位補正方法を実行させるためのNCプログラムとに関する。
工具研削盤によって刃具や工具等のワークを研削加工する際、極めて高い寸法精度が要求されるため、形状が複雑な場合は寸法を確認しながら数時間かけて研削を行っている。このような研削加工においては熱変位の影響が無視できないため、温度管理が施された恒温室内で行われるが、加工時間が長いため加工が1日で終わらず翌日にまたがることもある。この場合、研削加工を長時間停止すると、恒温室内であっても研削盤のボールネジや摺動面の収縮が生じ、翌日に同じ条件で加工しても前日と同一の寸法精度が得られない。
よって、従来は仕掛品の加工前に暖機運転を行い、加工、寸法測定、補正を繰り返して加工を完了させており、作業者に熟練が要求されていた。
よって、従来は仕掛品の加工前に暖機運転を行い、加工、寸法測定、補正を繰り返して加工を完了させており、作業者に熟練が要求されていた。
そこで、熱変位の影響を簡易に補正すべく、特許文献1には、低膨張材であるインバー材を、工作機械の直線駆動軸の固定側に駆動軸の移動方向と平行に接合し、インバー材に、駆動軸の移動側に設けた検出片を検出する検出センサを2個設けて、精度検査時に2個の検出片を検知した座標値を絶対基準として、工作機械の使用時には、検出センサが検知した座標値と絶対基準との差を位置決め誤差として、2箇所の測定点の誤差を通過する直線近似式を設定し、移動先の座標値を直線近似式に代入して移動先の位置決め誤差を求め、この誤差を相殺する修正を加えた数値を真の移動先の座標値とする補正をかける熱変位補正方法の発明が記載されている。
また、特許文献2には、定寸装置を備えた研削装置において、定寸装置により加工箇所が正寸になったことが確認されると、砥石台位置の現在正寸値を読み取り、この現在正寸値と前の工作物の同じ加工箇所の正寸値とを比較して、両者の差が許容範囲内であれば、次の工作物では、設定されている理論値と現在正寸値との差分だけ砥石台の送り座標系の補正を行うようにした発明が記載されている。
また、特許文献2には、定寸装置を備えた研削装置において、定寸装置により加工箇所が正寸になったことが確認されると、砥石台位置の現在正寸値を読み取り、この現在正寸値と前の工作物の同じ加工箇所の正寸値とを比較して、両者の差が許容範囲内であれば、次の工作物では、設定されている理論値と現在正寸値との差分だけ砥石台の送り座標系の補正を行うようにした発明が記載されている。
特許文献1に記載の熱変位補正方法では、インバー材や検出センサが必要となるため、設備コストがかさむ問題がある。また、特許文献2の熱変位補正方法では、定寸装置が必要となる上、エンジンのクランク軸のピン部のような単純な形状のワークの測定は可能であるが、工具等の複雑なワークの測定ができない。
そこで、本発明は、設備コストがかからない簡単な構成で熱変位の補正が可能となり、長い停止時間を挟んで加工するワークであっても高い寸法精度で効率の良い加工が行える工具研削盤の熱変位補正方法及び工具研削盤、NCプログラムを提供することを目的としたものである。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、砥石を装着してX,Y,Zの三軸方向にそれぞれ移動可能な回転軸と、その回転軸の前方で水平旋回可能に配置され、ワークの一端を保持するチャック及びワークの他端を芯出し保持するセンターを有するワーク保持装置とを備えてなる工具研削盤において、運転に伴って発生する熱変位を補正する方法であって、
回転軸側に、回転軸の軸線と平行で回転軸と一体に移動する第1の測定端子を、ワーク保持装置側に、チャックの軸線と平行でチャックと一体に水平旋回する第2の測定端子をそれぞれ設けて、加工終了時に第1、第2の測定端子によって三軸方向の各基準点と回転軸の基準点とをそれぞれ測定して記録する第1の基準点測定ステップと、次回の加工前に所定時間の暖機運転を行う第1の暖機運転ステップと、暖機運転後に三軸方向及び回転軸の各基準点をそれぞれ測定して記録する第2の基準点測定ステップと、第1の基準点測定ステップで得られた各基準点と第2の基準点測定ステップで得られた各基準点とを比較し、両者の差が予め設定された許容範囲内にあるか否かを判別する第1の判別ステップと、第1の判別ステップで差が許容範囲内にない場合、所定時間の暖機運転を所定回数に達するまで繰り返す第2の暖機運転ステップと、第2の暖機運転ステップの後に三軸方向及び回転軸の各基準点をそれぞれ測定して記憶する第3の基準点測定ステップと、第3の基準点測定ステップで得られた各基準点と第1の基準点測定ステップで得られた各基準点とを比較し、両者の差が許容範囲内にあるか否かを判別する第2の判別ステップと、第2の判別ステップで差が許容範囲内にない場合、差をワーク座標原点で補正する補正ステップと、を実行することを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1の構成において、三軸方向の各基準点の測定は、センターに第1の測定端子を三軸方向からそれぞれ当接させて行い、回転軸の基準点の測定は、第2の測定端子に砥石を当接させて行うことを特徴とするものである。
回転軸側に、回転軸の軸線と平行で回転軸と一体に移動する第1の測定端子を、ワーク保持装置側に、チャックの軸線と平行でチャックと一体に水平旋回する第2の測定端子をそれぞれ設けて、加工終了時に第1、第2の測定端子によって三軸方向の各基準点と回転軸の基準点とをそれぞれ測定して記録する第1の基準点測定ステップと、次回の加工前に所定時間の暖機運転を行う第1の暖機運転ステップと、暖機運転後に三軸方向及び回転軸の各基準点をそれぞれ測定して記録する第2の基準点測定ステップと、第1の基準点測定ステップで得られた各基準点と第2の基準点測定ステップで得られた各基準点とを比較し、両者の差が予め設定された許容範囲内にあるか否かを判別する第1の判別ステップと、第1の判別ステップで差が許容範囲内にない場合、所定時間の暖機運転を所定回数に達するまで繰り返す第2の暖機運転ステップと、第2の暖機運転ステップの後に三軸方向及び回転軸の各基準点をそれぞれ測定して記憶する第3の基準点測定ステップと、第3の基準点測定ステップで得られた各基準点と第1の基準点測定ステップで得られた各基準点とを比較し、両者の差が許容範囲内にあるか否かを判別する第2の判別ステップと、第2の判別ステップで差が許容範囲内にない場合、差をワーク座標原点で補正する補正ステップと、を実行することを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1の構成において、三軸方向の各基準点の測定は、センターに第1の測定端子を三軸方向からそれぞれ当接させて行い、回転軸の基準点の測定は、第2の測定端子に砥石を当接させて行うことを特徴とするものである。
上記目的を達成するために,請求項3に記載の発明は、砥石を装着してX,Y,Zの三軸方向にそれぞれ移動可能な回転軸と、その回転軸の前方で水平旋回可能に配置され、ワークの一端を保持するチャック及びワークの他端を芯出し保持するセンターを有するワーク保持装置とを備えてなる工具研削盤であって、
回転軸側に設けられ、回転軸の軸線と平行で回転軸と一体に移動する第1の測定端子と、ワーク保持装置側に設けられ、チャックの軸線と平行でチャックと一体に水平旋回する第2の測定端子と、加工終了時に第1、第2の測定端子によって三軸方向の各基準点と回転軸の基準点とをそれぞれ測定して記憶手段に記憶する第1の基準点測定手段と、次回の加工前に所定時間の暖機運転を行う第1の暖機運転手段と、暖機運転後に三軸方向及び回転軸の各基準点をそれぞれ測定して記憶手段に記憶する第2の基準点測定手段と、前記第1の基準点測定手段によって得られた各基準点と第2の基準点測定手段の実行によって得られた各基準点とを比較し、両者の差が予め設定された許容範囲内にあるか否かを判別する第1の判別手段と、第1の判別手段による判別で差が許容範囲内にない場合、所定時間の暖機運転を所定回数に達するまで繰り返す第2の暖機運転手段と、第2の暖機運転手段による暖機運転後に三軸方向及び回転軸の各基準点をそれぞれ測定して記憶手段に記憶する第3の基準点測定手段と、第3の基準点測定手段によって得られた各基準点と第1の基準点測定手段によって得られた各基準点とを比較し、両者の差が許容範囲内にあるか否かを判別する第2の判別手段と、第2の判別手段による判別で差が許容範囲内にない場合、差をワーク座標原点で補正する補正手段と、を備えることを特徴とするものである。
請求項4に記載の発明は、請求項3の構成において、第1乃至第3の基準点測定手段において、三軸方向の各基準点の測定は、センターに第1の測定端子を三軸方向からそれぞれ当接させて行い、回転軸の基準点の測定は、第2の測定端子に砥石を当接させて行うことを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項5に記載の発明は、NCプログラムであって、砥石を装着してX,Y,Zの三軸方向にそれぞれ移動可能な回転軸と、その回転軸の前方で水平旋回可能に配置され、ワークの一端を保持するチャック及びワークの他端を芯出し保持するセンターを有するワーク保持装置とを備え、前記回転軸側に、前記回転軸の軸線と平行で前記回転軸と一体に移動する第1の測定端子を、前記ワーク保持装置側に、前記チャックの軸線と平行で前記チャックと一体に水平旋回する第2の測定端子をそれぞれ設けてなる工具研削盤に、請求項1又は2に記載の工具研削盤の熱変位補正方法を実行させることを特徴とするものである。
回転軸側に設けられ、回転軸の軸線と平行で回転軸と一体に移動する第1の測定端子と、ワーク保持装置側に設けられ、チャックの軸線と平行でチャックと一体に水平旋回する第2の測定端子と、加工終了時に第1、第2の測定端子によって三軸方向の各基準点と回転軸の基準点とをそれぞれ測定して記憶手段に記憶する第1の基準点測定手段と、次回の加工前に所定時間の暖機運転を行う第1の暖機運転手段と、暖機運転後に三軸方向及び回転軸の各基準点をそれぞれ測定して記憶手段に記憶する第2の基準点測定手段と、前記第1の基準点測定手段によって得られた各基準点と第2の基準点測定手段の実行によって得られた各基準点とを比較し、両者の差が予め設定された許容範囲内にあるか否かを判別する第1の判別手段と、第1の判別手段による判別で差が許容範囲内にない場合、所定時間の暖機運転を所定回数に達するまで繰り返す第2の暖機運転手段と、第2の暖機運転手段による暖機運転後に三軸方向及び回転軸の各基準点をそれぞれ測定して記憶手段に記憶する第3の基準点測定手段と、第3の基準点測定手段によって得られた各基準点と第1の基準点測定手段によって得られた各基準点とを比較し、両者の差が許容範囲内にあるか否かを判別する第2の判別手段と、第2の判別手段による判別で差が許容範囲内にない場合、差をワーク座標原点で補正する補正手段と、を備えることを特徴とするものである。
請求項4に記載の発明は、請求項3の構成において、第1乃至第3の基準点測定手段において、三軸方向の各基準点の測定は、センターに第1の測定端子を三軸方向からそれぞれ当接させて行い、回転軸の基準点の測定は、第2の測定端子に砥石を当接させて行うことを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項5に記載の発明は、NCプログラムであって、砥石を装着してX,Y,Zの三軸方向にそれぞれ移動可能な回転軸と、その回転軸の前方で水平旋回可能に配置され、ワークの一端を保持するチャック及びワークの他端を芯出し保持するセンターを有するワーク保持装置とを備え、前記回転軸側に、前記回転軸の軸線と平行で前記回転軸と一体に移動する第1の測定端子を、前記ワーク保持装置側に、前記チャックの軸線と平行で前記チャックと一体に水平旋回する第2の測定端子をそれぞれ設けてなる工具研削盤に、請求項1又は2に記載の工具研削盤の熱変位補正方法を実行させることを特徴とするものである。
請求項1,3,5に記載の発明によれば、設備コストがかからない簡単な構成で熱変位の補正が可能となり、長い停止時間を挟んで加工するワークであっても前回の加工時と同一の寸法精度が容易に得られ、効率の良い加工が可能となる。
特に請求項5のNCプログラムによれば、熱変位補正が自動的に行われるので、熟練作業者に限らず誰でも行える利点がある。
請求項2及び4に記載の発明によれば、請求項1の効果に加えて、各基準点の測定を安価な構成で容易に行うことができる。
特に請求項5のNCプログラムによれば、熱変位補正が自動的に行われるので、熟練作業者に限らず誰でも行える利点がある。
請求項2及び4に記載の発明によれば、請求項1の効果に加えて、各基準点の測定を安価な構成で容易に行うことができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1,2は、工具研削盤の一例を示す説明図で、図1が平面、図2が側面をそれぞれ示している。
工具研削盤1は、ベッド2上に、Y軸サーボモータ4によってY軸方向(図1,2の左右方向)へ移動可能なY軸テーブル3を有し、Y軸テーブル3上に、X軸サーボモータ6によってX軸方向(図1の上下、図2の紙面直交方向)へ移動可能なX軸テーブル5を備えて、X軸テーブル5上にコラム7が立設されている。コラム7の前面(図1,2の左側を前方として説明する。)には、回転軸としての砥石スピンドル8が前向きに、且つZ軸サーボモータ9によってZ軸方向(図1の紙面直交、図2の上下方向)へ移動可能に設けられて、砥石10が装着可能となっている。
図1,2は、工具研削盤の一例を示す説明図で、図1が平面、図2が側面をそれぞれ示している。
工具研削盤1は、ベッド2上に、Y軸サーボモータ4によってY軸方向(図1,2の左右方向)へ移動可能なY軸テーブル3を有し、Y軸テーブル3上に、X軸サーボモータ6によってX軸方向(図1の上下、図2の紙面直交方向)へ移動可能なX軸テーブル5を備えて、X軸テーブル5上にコラム7が立設されている。コラム7の前面(図1,2の左側を前方として説明する。)には、回転軸としての砥石スピンドル8が前向きに、且つZ軸サーボモータ9によってZ軸方向(図1の紙面直交、図2の上下方向)へ移動可能に設けられて、砥石10が装着可能となっている。
11は、コラム7の前方でベッド2上にC軸周りで水平旋回可能に設けられたワーク保持装置としてのワークテーブルで、ワークテーブル11の一端には、軸状のワークWを把持するチャック13を備えたワークヘッド12が設けられる一方、ワークテーブル11の他端には、チャック13に対向してワークWの端面を芯出し保持するセンター15を備えたセンター台14が設けられている。
そして、コラム7の前面において砥石スピンドル8の近傍には、第1の測定端子としての第1タッチセンサ16がY軸方向と平行姿勢で前方へ突設されている。同様に、ワークヘッド12におけるチャック13の近傍にも、第2の測定端子としての第2タッチセンサ17がチャック13の軸線と平行姿勢で突設されている。
そして、コラム7の前面において砥石スピンドル8の近傍には、第1の測定端子としての第1タッチセンサ16がY軸方向と平行姿勢で前方へ突設されている。同様に、ワークヘッド12におけるチャック13の近傍にも、第2の測定端子としての第2タッチセンサ17がチャック13の軸線と平行姿勢で突設されている。
この工具研削盤1においては、コラム7に設けられた図示しない制御盤の記憶装置に記録されたNCプログラムに基づき、砥石スピンドル8を回転させながらY軸テーブル3及びX軸テーブル5の水平移動と砥石スピンドル8のZ軸方向への移動とを組み合わせることで砥石スピンドル8を移動させると共に、ワークテーブル11をC軸周りで水平旋回させてワークWの向きを変えることで、ワークWを所定の形状及び寸法に研削加工することになる。
そして、制御盤に加工終了を指令すると、ここではNCプログラムに基づき、X軸、Y軸、Z軸の三軸と砥石スピンドル8の軸とにおいて各基準点の座標値をそれぞれ測定して、制御盤に設けられた記憶手段としての記憶装置にパラメータ(NCプログラムで使用可能な変数)として記憶するようになっている(第1の基準点測定ステップ)。
そして、制御盤に加工終了を指令すると、ここではNCプログラムに基づき、X軸、Y軸、Z軸の三軸と砥石スピンドル8の軸とにおいて各基準点の座標値をそれぞれ測定して、制御盤に設けられた記憶手段としての記憶装置にパラメータ(NCプログラムで使用可能な変数)として記憶するようになっている(第1の基準点測定ステップ)。
この測定は以下のように行われる。
まずX軸では、図3に示すように、ワークテーブル11を90°旋回させてチャック13及びセンター15の軸線をX軸方向と平行にした状態で、コラム7及び砥石スピンドル8を移動させて第1タッチセンサ16をチャック13とセンター15との間に位置させる。
その後、コラム7をX軸(−)方向(図3白矢印方向)へ移動させて、同図の円内拡大図及び図4に示すように、第1タッチセンサ16の側面をセンター15の先端に当接させる。この当接状態でX軸基準点を測定する。
まずX軸では、図3に示すように、ワークテーブル11を90°旋回させてチャック13及びセンター15の軸線をX軸方向と平行にした状態で、コラム7及び砥石スピンドル8を移動させて第1タッチセンサ16をチャック13とセンター15との間に位置させる。
その後、コラム7をX軸(−)方向(図3白矢印方向)へ移動させて、同図の円内拡大図及び図4に示すように、第1タッチセンサ16の側面をセンター15の先端に当接させる。この当接状態でX軸基準点を測定する。
Y軸では、ワークテーブル11は同じ旋回位置で、コラム7及び砥石スピンドル8を移動させて第1タッチセンサ16をセンター15の後方(Y軸(−)側)に位置させた後、図5に示すように第1タッチセンサ16をY軸(+)方向へ移動させて第1タッチセンサ16の前端をセンター15の後面に当接させる。この当接状態でY軸基準点を測定する。
Z軸では、ワークテーブル11は同じ旋回位置で、コラム7及び砥石スピンドル8を移動させて第1タッチセンサ16をセンター15の上方(Z軸(+)側)に位置させた後、図6に示すように第1タッチセンサ16をZ軸(−)方向へ移動させて第1タッチセンサ16の側面をセンター15の上面に当接させる。この当接状態でZ軸基準点を測定する。
Z軸では、ワークテーブル11は同じ旋回位置で、コラム7及び砥石スピンドル8を移動させて第1タッチセンサ16をセンター15の上方(Z軸(+)側)に位置させた後、図6に示すように第1タッチセンサ16をZ軸(−)方向へ移動させて第1タッチセンサ16の側面をセンター15の上面に当接させる。この当接状態でZ軸基準点を測定する。
一方、砥石スピンドル8の軸では、ワークテーブル11は同じ旋回位置で、コラム7及び砥石スピンドル8を移動させて、砥石10を第2タッチセンサ17の後方(Y軸(−)側)に位置させた後、図7に示すように砥石スピンドル8をY軸(+)方向(同図白矢印方向)へ移動させて砥石10の前面を第2タッチセンサ17に当接させる。この当接状態で砥石軸基準点を測定する。
そして、刃具や工具等のワークを研削加工する際、極めて高い寸法精度を要求されるため、形状が複雑な場合は寸法を確認しながら数時間かけて研削を行うことが多く、加工が1日で終わらず翌日にまたがることがある。このように長時間運転停止時間をおいて仕掛品の加工を開始する際には、NCプログラムにより、前回の加工終了時の熱変位を加味した補正を行ってから加工を開始させるようになっている。以下、この熱変位補正方法を図8のフローチャートに基づいて説明する。
まずS1において所定時間(例えば40分)の暖機運転を行い(第1の暖機運転ステップ)、S2の判別で、その暖機運転が1回目か否かを確認する。ここで暖機運転が1回目であれば、S3で、図3〜7に示した手順で各基準点の座標値を測定して記憶装置に記憶する(第2の基準点測定ステップ)。
各基準点の座標値を測定した後、S4では、加工前の座標値測定か否かを判別する。ここで座標値測定が加工後であれば研削盤の運転は終了するが、加工前であれば、S5において、S3で測定された座標値と記憶装置に記憶されている前日の座標値とを比較して各軸における差を算出し、S6の判別で、算出した各軸の差が予め設定された許容値(例えば1μm)内にあるか否かを判別する(第1の判別ステップ)。ここで当該差が各軸において許容値内であれば、S7で加工を開始し、S8で加工が完了すれば運転終了となる。
各基準点の座標値を測定した後、S4では、加工前の座標値測定か否かを判別する。ここで座標値測定が加工後であれば研削盤の運転は終了するが、加工前であれば、S5において、S3で測定された座標値と記憶装置に記憶されている前日の座標値とを比較して各軸における差を算出し、S6の判別で、算出した各軸の差が予め設定された許容値(例えば1μm)内にあるか否かを判別する(第1の判別ステップ)。ここで当該差が各軸において許容値内であれば、S7で加工を開始し、S8で加工が完了すれば運転終了となる。
一方、S6の判別で座標値の差が何れかの軸において許容値内になければ、S9において、暖機運転が予め設定されたN回目であるか否かを判別する。ここでN回目未満であれば、S1に戻って再び所定時間の暖機運転を行う(第2の暖機運転ステップ)。よって、S2の判別では暖機運転が1回目でなくなる(S2でNOとなる)から、S9に戻って暖機運転の回数が確認される。こうして暖機運転がN回に達すると、S10では、運転開始から2回目の座標値を測定済みか否かを判別する。ここで測定済みでなければ、S3に戻って各基準点の座標値を測定して(第3の基準点測定ステップ)、S5,6で座標値と前日の座標値との差が再び許容値内にあるか否かを判別する(第2の判別ステップ)。ここで差が各軸において許容値内にあればそのままS7で加工を開始するが、何れかの軸において許容値内になければ、再びS9で暖機運転の回数を確認する。
ここで暖機運転の回数はN回に達しており、S10の判別で2回目の座標値も測定済みであれば、暖機運転をN回繰り返しても前日の座標値との差が許容値内にならなかったとして、S11で、S5で最後に算出された座標値の差に基づいてワーク座標原点を補正し(補正ステップ)、補正したNCプログラムでS7から加工を開始する。
このように、上記形態の工具研削盤1によれば、砥石スピンドル8側に第1タッチセンサ16を、ワークテーブル11側に、チャック13の軸線と平行でチャック13と一体に水平旋回する第2タッチセンサ17をそれぞれ設けて、第1の暖機運転手段と、第2の基準点測定手段と、第1の判別手段と、第2の暖機運転手段と、第3の基準点測定手段と、第2の判別手段と、補正手段となる制御盤がNCプログラムに基づいて図8の熱変位補正方法を実行することで、設備コストがかからない簡単な構成で熱変位の補正が可能となり、長い停止時間を挟んで加工するワークであっても前回の加工時と同一の寸法精度が容易に得られ、効率の良い加工が可能となる。また、熱変位補正が自動的に行われるので、熟練作業者に限らず誰でも行える利点がある。
特にここでは、三軸方向の各基準点の測定は、センター15に第1タッチセンサ16を三軸方向からそれぞれ当接させて行い、砥石スピンドル8の基準点の測定は、第2タッチセンサ17に砥石10を当接させて行うようにしているので、各基準点の測定を安価な構成で容易に行うことができる。
なお、上記形態では、熱変位補正方法をNCプログラムによって自動的に実施するようになっているが、これに限らず、例えば図9に示すように、S9,10でN回の暖機運転と2回目の座標値測定とが確認されると、その結果を制御盤に設けたモニタに表示させて、その後オペレータが制御盤へ指令することで、ワーク座標原点の補正を行うか(S11でYES)、再び暖機運転を行うか(S11でNO)の選択をさせるようにしてもよい。
このマニュアル操作はこれ以外にも、各基準点の座標値測定を制御盤への指令によって行ったり、得られた座標値と前日の座標値とその差とをモニタに表示させて、オペレータが座標値の表示に応じて暖機運転の時間や回数を適宜変更して指令したり等、他のステップにおいて行えるようにしても差し支えない。
このマニュアル操作はこれ以外にも、各基準点の座標値測定を制御盤への指令によって行ったり、得られた座標値と前日の座標値とその差とをモニタに表示させて、オペレータが座標値の表示に応じて暖機運転の時間や回数を適宜変更して指令したり等、他のステップにおいて行えるようにしても差し支えない。
また、必ずしも2日にまたがる加工に限らず、同じ日でも加工の間に長時間停止されれば同様に熱変位の影響による誤差の発生は考えられるため、例えば加工の開始時には前回の加工終了からの経過時間を判別して、所定時間以上であれば暖機運転して図8,9の熱変位補正を実行するといった変更も可能である。
1・・工具研削盤、2・・ベッド、3・・Y軸テーブル、5・・X軸テーブル、7・・コラム、8・・砥石スピンドル、10・・砥石、11・・ワークテーブル、12・・ワークヘッド、13・・チャック、14・・センター台、15・・センター、16・・第1タッチセンサ、17・・第2タッチセンサ。
Claims (5)
- 砥石を装着してX,Y,Zの三軸方向にそれぞれ移動可能な回転軸と、その回転軸の前方で水平旋回可能に配置され、ワークの一端を保持するチャック及びワークの他端を芯出し保持するセンターを有するワーク保持装置とを備えてなる工具研削盤において、運転に伴って発生する熱変位を補正する方法であって、
前記回転軸側に、前記回転軸の軸線と平行で前記回転軸と一体に移動する第1の測定端子を、前記ワーク保持装置側に、前記チャックの軸線と平行で前記チャックと一体に水平旋回する第2の測定端子をそれぞれ設けて、
加工終了時に前記第1、第2の測定端子によって前記三軸方向の各基準点と回転軸の基準点とをそれぞれ測定して記録する第1の基準点測定ステップと、
次回の加工前に所定時間の暖機運転を行う第1の暖機運転ステップと、
前記暖機運転後に前記三軸方向及び回転軸の各基準点をそれぞれ測定して記録する第2の基準点測定ステップと、
前記第1の基準点測定ステップで得られた各基準点と第2の基準点測定ステップで得られた各基準点とを比較し、両者の差が予め設定された許容範囲内にあるか否かを判別する第1の判別ステップと、
前記第1の判別ステップで前記差が前記許容範囲内にない場合、前記所定時間の暖機運転を所定回数に達するまで繰り返す第2の暖機運転ステップと、
前記第2の暖機運転ステップの後に前記三軸方向及び回転軸の各基準点をそれぞれ測定して記憶する第3の基準点測定ステップと、
前記第3の基準点測定ステップで得られた各基準点と第1の基準点測定ステップで得られた各基準点とを比較し、両者の差が前記許容範囲内にあるか否かを判別する第2の判別ステップと、
前記第2の判別ステップで前記差が前記許容範囲内にない場合、前記差をワーク座標原点で補正する補正ステップと、
を実行することを特徴とする工具研削盤の熱変位補正方法。 - 前記三軸方向の各基準点の測定は、前記センターに前記第1の測定端子を前記三軸方向からそれぞれ当接させて行い、前記回転軸の基準点の測定は、前記第2の測定端子に前記砥石を当接させて行うことを特徴とする請求項1に記載の工具研削盤の熱変位補正方法。
- 砥石を装着してX,Y,Zの三軸方向にそれぞれ移動可能な回転軸と、その回転軸の前方で水平旋回可能に配置され、ワークの一端を保持するチャック及びワークの他端を芯出し保持するセンターを有するワーク保持装置とを備えてなる工具研削盤であって、
前記回転軸側に設けられ、前記回転軸の軸線と平行で前記回転軸と一体に移動する第1の測定端子と、
前記ワーク保持装置側に設けられ、前記チャックの軸線と平行で前記チャックと一体に水平旋回する第2の測定端子と、
加工終了時に前記第1、第2の測定端子によって前記三軸方向の各基準点と回転軸の基準点とをそれぞれ測定して記憶手段に記憶する第1の基準点測定手段と、
次回の加工前に所定時間の暖機運転を行う第1の暖機運転手段と、
前記暖機運転後に前記三軸方向及び回転軸の各基準点をそれぞれ測定して前記記憶手段に記憶する第2の基準点測定手段と、
前記第1の基準点測定手段によって得られた各基準点と第2の基準点測定手段の実行によって得られた各基準点とを比較し、両者の差が予め設定された許容範囲内にあるか否かを判別する第1の判別手段と、
前記第1の判別手段による判別で前記差が前記許容範囲内にない場合、前記所定時間の暖機運転を所定回数に達するまで繰り返す第2の暖機運転手段と、
前記第2の暖機運転手段による暖機運転後に前記三軸方向及び回転軸の各基準点をそれぞれ測定して前記記憶手段に記憶する第3の基準点測定手段と、
前記第3の基準点測定手段によって得られた各基準点と第1の基準点測定手段によって得られた各基準点とを比較し、両者の差が前記許容範囲内にあるか否かを判別する第2の判別手段と、
前記第2の判別手段による判別で前記差が前記許容範囲内にない場合、前記差をワーク座標原点で補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする工具研削盤。 - 前記第1乃至第3の基準点測定手段において、前記三軸方向の各基準点の測定は、前記センターに前記第1の測定端子を前記三軸方向からそれぞれ当接させて行い、前記回転軸の基準点の測定は、前記第2の測定端子に前記砥石を当接させて行うことを特徴とする請求項3に記載の工具研削盤。
- 砥石を装着してX,Y,Zの三軸方向にそれぞれ移動可能な回転軸と、その回転軸の前方で水平旋回可能に配置され、ワークの一端を保持するチャック及びワークの他端を芯出し保持するセンターを有するワーク保持装置とを備え、前記回転軸側に、前記回転軸の軸線と平行で前記回転軸と一体に移動する第1の測定端子を、前記ワーク保持装置側に、前記チャックの軸線と平行で前記チャックと一体に水平旋回する第2の測定端子をそれぞれ設けてなる工具研削盤に、請求項1又は2に記載の工具研削盤の熱変位補正方法を実行させるためのNCプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010240042A JP2012091261A (ja) | 2010-10-26 | 2010-10-26 | 工具研削盤における熱変位補正方法、工具研削盤、ncプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010240042A JP2012091261A (ja) | 2010-10-26 | 2010-10-26 | 工具研削盤における熱変位補正方法、工具研削盤、ncプログラム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012091261A true JP2012091261A (ja) | 2012-05-17 |
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ID=46385208
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2010240042A Pending JP2012091261A (ja) | 2010-10-26 | 2010-10-26 | 工具研削盤における熱変位補正方法、工具研削盤、ncプログラム |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2012091261A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018180725A (ja) * | 2017-04-06 | 2018-11-15 | ファナック株式会社 | 暖機運転計画装置及び暖機運転計画方法 |
JP7502040B2 (ja) | 2020-02-04 | 2024-06-18 | ファナック株式会社 | 工作機械の制御装置および判定方法 |
-
2010
- 2010-10-26 JP JP2010240042A patent/JP2012091261A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018180725A (ja) * | 2017-04-06 | 2018-11-15 | ファナック株式会社 | 暖機運転計画装置及び暖機運転計画方法 |
US10509389B2 (en) | 2017-04-06 | 2019-12-17 | Fanuc Corporation | Warm up operation planning device and warm up operation planning method |
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