JP2015058506A - Backlash diagnosis system, machine tool and backlash diagnosis method - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a backlash diagnosis system, a machine tool and a backlash diagnosis method which can extract a backlash.SOLUTION: A backlash diagnosis system 10 comprises: a touch sensor 52 which includes a detection part 520; a tool stage 4 which can move in a prescribed moving direction against the detection part 520; a tool 9 for measurement which is fitted to the tool stage 4 and includes a pair of contact parts 91a, 91b that are arranged apart from each other in the moving direction; and a control device 2 which calculates a backlash in the moving direction by arranging the pair of contact parts 91a, 91b at both sides of the detection part 520, moving the tool 9 for measurement backward to contact one contact part 91a, and moving the tool 9 for measurement forward to contact the other contact part 91b.

Description

本発明は、バックラッシを診断するバックラッシ診断システム、当該バックラッシ診断システムを備える工作機械、当該バックラッシ診断システムに実行されるバックラッシ診断方法に関する。   The present invention relates to a backlash diagnostic system for diagnosing backlash, a machine tool including the backlash diagnostic system, and a backlash diagnostic method executed in the backlash diagnostic system.

工作機械においては、ワークの加工に際し、寸法誤差が発生する場合がある。寸法誤差の要因としては、環境温度の変化や工作機械駆動に伴う熱変位、動力伝達機構のバックラッシ、工具の摩耗などが挙げられる。このため、ワークの寸法誤差の主要因がバックラッシである場合、作業者が、数々の要因の中から、主要因がバックラッシであることを、特定するのは困難である。また、寸法誤差の主要因がバックラッシであることを特定できたとしても、作業者がバックラッシの適切な補正量を設定するのは困難である。   In a machine tool, a dimensional error may occur when machining a workpiece. Factors of dimensional error include changes in environmental temperature, thermal displacement accompanying driving of the machine tool, backlash of the power transmission mechanism, tool wear, and the like. For this reason, when the main factor of the dimensional error of the workpiece is backlash, it is difficult for the operator to specify that the main factor is backlash among many factors. Even if it can be specified that the main cause of dimensional error is backlash, it is difficult for the operator to set an appropriate correction amount for backlash.

特許文献１には、自動定期検診機能を有する工作機械が開示されている。同文献の工作機械は、原点設定方式用の単一のストッパにスライドを突き当てることにより、機械座標を検出している。また、工作機械は、当該機械座標の基準値と実測値とを比較することにより、ガタを検診している。   Patent Document 1 discloses a machine tool having an automatic periodic examination function. The machine tool in this document detects machine coordinates by abutting a slide against a single stopper for an origin setting method. Further, the machine tool examines the backlash by comparing the reference value of the machine coordinates with the actual measurement value.

特許文献２には、工作機械における計測補正方法が開示されている。同文献の計測補正方法の主軸には、タッチセンサが取り付けられている。タッチセンサは、複数の基準面（基準ブロックの基準面、工作物の基準面）に、同方向（例えば、主軸方向における前進方向および後進方向のうち、前進方向）から、接触可能である。同文献記載の計測補正方法は、複数の接触データを基に、主軸方向の誤差を計測している。   Patent Document 2 discloses a measurement correction method in a machine tool. A touch sensor is attached to the spindle of the measurement correction method of the same document. The touch sensor can contact a plurality of reference surfaces (reference surface of the reference block, reference surface of the workpiece) from the same direction (for example, the forward direction in the main shaft direction and the forward direction in the forward direction). The measurement correction method described in the document measures an error in the main axis direction based on a plurality of contact data.

特開２００２−１３２３１０号公報JP 2002-132310 A 特開２００１−１０５２７９号公報JP 2001-105279 A

しかしながら、特許文献１の工作機械により測定されるガタは、ボールねじ機構や減速機構などのバックラッシや、ボールねじ機構のシャフトの熱変位などの総和に相当する。すなわち、当該ガタには、バックラッシのみならず、シャフトの熱変位等、他の要因も含まれている。このため、特許文献１の工作機械の場合、ワークの加工の寸法誤差の要因として、バックラッシを抽出することは困難である。   However, the backlash measured by the machine tool of Patent Document 1 corresponds to the sum of backlashes such as a ball screw mechanism and a speed reduction mechanism, and thermal displacement of a shaft of the ball screw mechanism. That is, the play includes not only backlash but also other factors such as thermal displacement of the shaft. For this reason, in the case of the machine tool of Patent Document 1, it is difficult to extract backlash as a factor of dimensional error in processing a workpiece.

また、特許文献２の計測補正方法の場合、タッチセンサを、複数の基準面に、同方向から接触させている。このため、複数の基準面のいずれにおいても、タッチセンサが基準面に接触する際、バックラッシは、タッチセンサの進行方向後側に片寄ることになる。したがって、当該計測補正方法により取得される複数の接触データからは、バックラッシを抽出することは困難である。   In the measurement correction method of Patent Document 2, the touch sensor is brought into contact with a plurality of reference surfaces from the same direction. For this reason, in any of the plurality of reference surfaces, when the touch sensor contacts the reference surface, the backlash is shifted to the rear side in the traveling direction of the touch sensor. Therefore, it is difficult to extract backlash from a plurality of contact data acquired by the measurement correction method.

そこで、本発明は、バックラッシを抽出可能なバックラッシ診断システム、工作機械、およびバックラッシ診断方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a backlash diagnostic system, a machine tool, and a backlash diagnostic method that can extract backlash.

（１）上記課題を解決するため、本発明のバックラッシ診断システムは、接触を検出可能な検出部を有するタッチセンサと、該検出部に対して所定の移動方向に移動可能な工具台と、該工具台に取り付けられ、該移動方向に互いに離間して配置される一対の接触部を有する測定用治具と、該検出部の該移動方向両側に一対の該接触部を配置し、該測定用治具を該移動方向に後進させ一方の該接触部に接触させ、該測定用治具を該移動方向に前進させ他方の該接触部に接触させることにより、該移動方向のバックラッシを演算する制御装置と、を備えることを特徴とする。ここで、「バックラッシ」とは、例えば、ボールねじ機構のシャフトとナットとの間や、減速機構の互いに噛合するギア間など、動力伝達機構に存在するガタや遊びをいう。   (1) In order to solve the above-described problem, a backlash diagnostic system of the present invention includes a touch sensor having a detection unit capable of detecting contact, a tool table movable in a predetermined movement direction with respect to the detection unit, A measuring jig attached to a tool table and having a pair of contact portions arranged apart from each other in the movement direction, and a pair of the contact portions arranged on both sides of the detection portion in the movement direction. Control that calculates backlash in the moving direction by moving the jig backward in the moving direction and bringing it into contact with one of the contact parts, and moving the measuring jig forward in the moving direction and making contact with the other contacting part. And a device. Here, “backlash” refers to play or play that exists in the power transmission mechanism, for example, between the shaft and nut of the ball screw mechanism or between the gears that mesh with each other of the speed reduction mechanism.

本発明のバックラッシ診断システムの制御装置は、バックラッシ診断方法を実行する。バックラッシ診断方法は、セット工程と、後進工程と、前進工程と、を有している。セット工程において、制御装置は、一対の接触部の間に、検出部を配置する。   The control device of the backlash diagnostic system of the present invention executes a backlash diagnostic method. The backlash diagnostic method includes a setting process, a reverse process, and a forward process. In the setting process, the control device arranges the detection unit between the pair of contact units.

後進工程において、制御装置は、測定用治具つまり一対の接触部を、検出部に対して、後進させる。そして、一方の接触部を、検出部に接触させる。当該接触により、接触部の有するバックラッシが消費される。言い換えると、バックラッシが、一方の方向に片寄せされる。この際の片寄せ量は、一対の接触部の間に検出部を配置した際のバックラッシ量である。すなわち、片寄せ量は、測定用治具の有するバックラッシ量の全量とは限らない。   In the reverse step, the control device causes the measurement jig, that is, the pair of contact portions, to move backward relative to the detection portion. And one contact part is made to contact a detection part. The backlash which a contact part has by this contact is consumed. In other words, the backlash is offset in one direction. The amount of shift at this time is the amount of backlash when the detection unit is arranged between the pair of contact portions. That is, the shift amount is not necessarily the total amount of backlash that the measuring jig has.

なお、後進工程においては、検出部に対して、測定用治具を、ごく低速（例えば、１ｍ／ｍｉｎ以下）で後退させる方がよい。こうすると、移動方向に沿って振動が出にくい。言い換えると、測定用治具が、検出部に対して、リバウンドしにくい。このため、バックラッシを安定的に片寄せさせることができる。   In the backward step, it is better to move the measurement jig backward at a very low speed (for example, 1 m / min or less) with respect to the detection unit. This makes it difficult for vibration to occur along the moving direction. In other words, the measurement jig is unlikely to rebound with respect to the detection unit. For this reason, it is possible to stably shift backlash.

前進工程において、制御装置は、測定用治具つまり一対の接触部を、検出部に対して、前進させる。そして、他方の接触部を、検出部に接触させる。当該接触により、接触部の有するバックラッシが消費される。言い換えると、バックラッシが、他方の方向に片寄せされる。ここで、前工程の後進工程において、バックラッシは、既に、一方の方向に片寄せ済みである。このため、本工程における片寄せ量は、測定用治具の有するバックラッシ量の全量に相当する。したがって、本発明のバックラッシ診断システムによると、後進工程で取得される接触データおよび前進工程で取得される接触データを基に、自動的に、バックラッシを診断することができる。   In the advancement step, the control device advances the measurement jig, that is, the pair of contact portions, with respect to the detection portion. And the other contact part is made to contact a detection part. The backlash which a contact part has by this contact is consumed. In other words, the backlash is offset in the other direction. Here, in the reverse process of the previous process, the backlash has already been offset in one direction. For this reason, the amount of offset in this step corresponds to the total amount of backlash that the measuring jig has. Therefore, according to the backlash diagnosis system of the present invention, the backlash can be automatically diagnosed based on the contact data acquired in the reverse process and the contact data acquired in the forward process.

また、後進工程で取得される接触データには、熱変位（例えば、測定用治具が取り付けられている部材の熱変位など）が含まれている。また、前進工程で取得される接触データにも、同様に、熱変位が含まれている。しかしながら、一対の接触部間の間隔は、一対の接触部間に検出部を挟むことができ、かつ一対の接触部が検出部に干渉しない程度であり、十分に短い。つまり、バックラッシを測定する上で必要とする前進距離および後進距離は十分に短い。したがって、本発明のバックラッシ診断システムにおいて、刻一刻と変化する動力伝達機構の熱変位が測定に与える影響は軽微であり、ワークの加工の寸法誤差の要因としてのバックラッシを正確に抽出することができる。   Further, the contact data acquired in the reverse process includes thermal displacement (for example, thermal displacement of a member to which the measurement jig is attached). Similarly, the contact data acquired in the forward process includes thermal displacement. However, the interval between the pair of contact portions is sufficiently short so that the detection portion can be sandwiched between the pair of contact portions and the pair of contact portions does not interfere with the detection portion. That is, the forward distance and the reverse distance required for measuring the backlash are sufficiently short. Therefore, in the backlash diagnostic system of the present invention, the influence of the thermal displacement of the power transmission mechanism that changes every moment on the measurement is negligible, and it is possible to accurately extract the backlash as a factor of the dimensional error in machining the workpiece. .

（２）上記（１）の構成において、前記移動方向は、互いに交差するＺ軸方向およびＸ軸方向のうち、少なくとも一方である構成とする方がよい。本構成によると、Ｚ軸方向（工作機械の主軸方向）、Ｘ軸方向のうち、少なくとも一方のバックラッシを抽出することができる。   (2) In the configuration of (1), it is preferable that the moving direction is at least one of the Z-axis direction and the X-axis direction that intersect each other. According to this configuration, it is possible to extract at least one of the backlashes in the Z-axis direction (machine tool main shaft direction) and the X-axis direction.

（３）上記（２）の構成において、前記移動方向は、前記Ｚ軸方向および前記Ｘ軸方向であり、該Ｚ軸方向に互いに離間して配置される一対の前記接触部を一対のＺ軸接触部、該Ｘ軸方向に互いに離間して配置される一対の前記接触部を一対のＸ軸接触部として、前記測定用治具は、一対の該Ｚ軸接触部および一対の該Ｘ軸接触部が配置される一体物の治具本体を有する構成とする方がよい。   (3) In the configuration of the above (2), the movement directions are the Z-axis direction and the X-axis direction, and the pair of contact portions that are disposed apart from each other in the Z-axis direction are paired with a pair of Z-axis. The measurement jig includes a pair of the Z-axis contact portions and a pair of the X-axis contacts. The contact portions are a pair of the contact portions that are spaced apart from each other in the X-axis direction. It is better to have an integrated jig body on which the part is arranged.

本構成によると、Ｚ軸方向およびＸ軸方向のバックラッシを抽出することができる。また、一対のＺ軸接触部、一対のＸ軸接触部は、いずれも一体物の治具本体に配置されている。このため、一対のＺ軸接触部間の間隔、一対のＸ軸接触部間の間隔が、経時変化するおそれが小さい。また、一対のＺ軸接触部の配置方向（Ｚ軸方向）と、一対のＸ軸接触部の配置方向（Ｘ軸方向）と、の交角が、経時変化するおそれが小さい。また、治具本体は単一の材料製である。このため、治具本体の熱膨張率は一定である。したがって、治具本体の熱変位の影響を受けにくい。   According to this configuration, backlash in the Z-axis direction and the X-axis direction can be extracted. In addition, the pair of Z-axis contact portions and the pair of X-axis contact portions are both disposed in an integrated jig body. For this reason, there is little possibility that the space | interval between a pair of Z-axis contact parts and the space | interval between a pair of X-axis contact parts change with time. In addition, the angle of intersection between the arrangement direction of the pair of Z-axis contact portions (Z-axis direction) and the arrangement direction of the pair of X-axis contact portions (X-axis direction) is less likely to change over time. The jig body is made of a single material. For this reason, the coefficient of thermal expansion of the jig body is constant. Therefore, it is difficult to be affected by the thermal displacement of the jig body.

（４）また、上記課題を解決するため、本発明の工作機械は、上記（１）ないし（３）のいずれかのバックラッシ診断システムを備えることを特徴とする。本発明の工作機械によると、上記（１）に記載したように、自動的に、バックラッシを診断することができる。また、ワークの加工の寸法誤差の要因として、バックラッシを抽出することができる。   (4) Moreover, in order to solve the said subject, the machine tool of this invention is provided with the backlash diagnostic system in any one of said (1) thru | or (3). According to the machine tool of the present invention, the backlash can be automatically diagnosed as described in (1) above. Further, backlash can be extracted as a factor of dimensional error in machining the workpiece.

（５）また、上記課題を解決するため、本発明のバックラッシ診断方法は、接触を検出可能な検出部を有するタッチセンサと、該検出部に対して所定の移動方向に移動可能な工具台と、該工具台に取り付けられ、該移動方向に互いに離間して配置される一対の接触部を有する測定用治具と、を備えるバックラッシ診断システムに実行されるバックラッシ診断方法であって、前記検出部の前記移動方向両側に、一対の前記接触部を配置するセット工程と、前記測定用治具を該移動方向に後進させ、一方の該接触部に接触させる後進工程と、該測定用治具を該移動方向に前進させ、他方の該接触部に接触させる前進工程と、を有することを特徴とする。   (5) Moreover, in order to solve the said subject, the backlash diagnostic method of this invention is the touch sensor which has a detection part which can detect a contact, and the tool stand which can move to a predetermined movement direction with respect to this detection part. A backlash diagnostic method to be executed in a backlash diagnostic system, comprising: a measuring jig having a pair of contact portions attached to the tool table and spaced apart from each other in the moving direction, wherein the detection unit A step of arranging a pair of the contact portions on both sides of the moving direction, a backward step of moving the measuring jig backward in the moving direction and contacting one of the contacting portions, and the measuring jig And an advancing step of advancing in the moving direction and contacting the other contact portion.

本発明のバックラッシ診断方法によると、上記（１）に記載したように、自動的に、バックラッシを診断することができる。また、ワークの加工の寸法誤差の要因として、バックラッシを抽出することができる。   According to the backlash diagnostic method of the present invention, backlash can be automatically diagnosed as described in (1) above. Further, backlash can be extracted as a factor of dimensional error in machining the workpiece.

本発明によると、バックラッシを抽出可能なバックラッシ診断システム、工作機械、バックラッシ診断方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the backlash diagnostic system which can extract a backlash, a machine tool, and the backlash diagnostic method can be provided.

本発明の工作機械の一実施形態であるＣＮＣ旋盤の上面図である。It is a top view of the CNC lathe which is one Embodiment of the machine tool of this invention. 図１のＩＩ−ＩＩ方向断面図である。It is the II-II direction sectional drawing of FIG. 図１の枠ＩＩＩ内の拡大図である。It is an enlarged view in the frame III of FIG. 同ＣＮＣ旋盤のブロック図である。It is a block diagram of the CNC lathe. 本発明バックラッシ診断方法の一実施形態であるバックラッシ診断方法のフローチャートである。It is a flowchart of the backlash diagnostic method which is one Embodiment of the backlash diagnostic method of this invention. （ａ）〜（ｅ）は、測定用治具の動作模式図である。(A)-(e) is an operation | movement schematic diagram of the jig | tool for a measurement. （ａ）〜（ｆ）は、バックラッシ診断方法における表示装置の画面の模式図である。(A)-(f) is a schematic diagram of the screen of the display apparatus in a backlash diagnostic method.

以下、本発明のバックラッシ診断システム、工作機械、バックラッシ診断方法の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the backlash diagnostic system, machine tool, and backlash diagnostic method of the present invention will be described.

＜ＣＮＣ旋盤の構成＞
まず、本実施形態のＣＮＣ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）旋盤の構成について説明する。なお、以下の説明は、バックラッシ診断システムの鋼製の説明を兼ねる。以下の図において、Ｚ軸方向は、左右方向（主軸方向）に対応している。Ｘ軸方向は、後上−前下方向に対応している。Ｚ軸方向とＸ軸方向とは、互いに直交している。 <Configuration of CNC lathe>
First, the configuration of a CNC (Computer Numerical Control) lathe according to this embodiment will be described. In addition, the following description serves also as description made from steel of a backlash diagnostic system. In the following drawings, the Z-axis direction corresponds to the left-right direction (main axis direction). The X-axis direction corresponds to the rear upper-front lower direction. The Z-axis direction and the X-axis direction are orthogonal to each other.

図１に、本実施形態のＣＮＣ旋盤の上面図を示す。図２に、図１のＩＩ−ＩＩ方向断面図を示す。図３に、図１の枠ＩＩＩ内の拡大図を示す。図４に、同ＣＮＣ旋盤のブロック図を示す。なお、図１においては、壁部３を断面で示す。   FIG. 1 shows a top view of the CNC lathe according to the present embodiment. FIG. 2 shows a cross-sectional view in the II-II direction of FIG. FIG. 3 shows an enlarged view in the frame III of FIG. FIG. 4 shows a block diagram of the CNC lathe. In addition, in FIG. 1, the wall part 3 is shown with a cross section.

図１〜図４に示すように、ＣＮＣ旋盤１は、制御装置２と、壁部３と、工具台４と、タッチセンサ部５と、主軸台６と、ベッド７と、表示装置８と、測定用治具９と、を備えている。ＣＮＣ旋盤１は、本発明の「工作機械」の概念に含まれる。これらの構成要素のうち、制御装置２、工具台４、タッチセンサ部５、表示装置８、測定用治具９は、バックラッシ診断システム１０を構成している。   As shown in FIGS. 1 to 4, the CNC lathe 1 includes a control device 2, a wall portion 3, a tool base 4, a touch sensor portion 5, a headstock 6, a bed 7, a display device 8, A measuring jig 9. The CNC lathe 1 is included in the concept of the “machine tool” of the present invention. Among these components, the control device 2, the tool table 4, the touch sensor unit 5, the display device 8, and the measurement jig 9 constitute a backlash diagnostic system 10.

壁部３は、全体カバー３０と、仕切壁３１と、を備えている。全体カバー３０は、ＣＮＣ旋盤１の外殻を構成している。仕切壁３１は、後述する主軸台６の主軸台本体６０と主軸６１とを仕切っている。すなわち、全体カバー３０と仕切壁３１とにより、ワークＷに加工を施す加工室Ｂが区画されている。   The wall 3 includes an entire cover 30 and a partition wall 31. The entire cover 30 constitutes the outer shell of the CNC lathe 1. The partition wall 31 partitions a spindle stock main body 60 and a spindle 61 of the spindle stock 6 described later. That is, the processing chamber B for processing the workpiece W is defined by the entire cover 30 and the partition wall 31.

タッチセンサ部５は、ブラケット５０と、アーム５１と、タッチセンサ５２と、を備えている。ブラケット５０は、仕切壁３１の右面（加工室Ｂ側の面）に配置されている。アーム５１は、Ｌ字状を呈している。アーム５１は、ブラケット５０に対して、縦方向に揺動可能である。タッチセンサ５２は、アーム５１のＬ字先端に配置されている。タッチセンサ５２は、正方形状の検出部５２０を備えている。図３に示すように、アーム５１を揺動させることにより、タッチセンサ５２の位置は、収容位置（一点鎖線）と、測定位置と、の間で切り換えることができる。収容位置においては、図３に示すように、タッチセンサ５２は、仕切壁３１に近接した位置で、ホルダ（図略）に収容されている。一方、測定位置においては、図２に示すように、タッチセンサ５２の検出部５２０は、後述する測定用治具９と、Ｘ軸方向に、一列に並ぶことができる。また、検出部５２０の四辺のうち、二辺はＺ軸方向に、残りの二辺はＸ軸方向に、各々延在している。表示装置８は、全体カバー３０の外面（前面）に配置されている。表示装置８は、画面（タッチパネル）８０と、入力ボタン８５と、を備えている。   The touch sensor unit 5 includes a bracket 50, an arm 51, and a touch sensor 52. The bracket 50 is disposed on the right surface (surface on the processing chamber B side) of the partition wall 31. The arm 51 has an L shape. The arm 51 can swing in the vertical direction with respect to the bracket 50. The touch sensor 52 is disposed at the L-shaped tip of the arm 51. The touch sensor 52 includes a square detection unit 520. As shown in FIG. 3, by swinging the arm 51, the position of the touch sensor 52 can be switched between an accommodation position (one-dot chain line) and a measurement position. In the storage position, as shown in FIG. 3, the touch sensor 52 is stored in a holder (not shown) at a position close to the partition wall 31. On the other hand, at the measurement position, as shown in FIG. 2, the detection unit 520 of the touch sensor 52 can be arranged in a line in the X-axis direction with the measurement jig 9 described later. Of the four sides of the detection unit 520, two sides extend in the Z-axis direction, and the remaining two sides extend in the X-axis direction. The display device 8 is disposed on the outer surface (front surface) of the entire cover 30. The display device 8 includes a screen (touch panel) 80 and an input button 85.

ベッド７は、工場の床面に配置されている。ベッド７の上面後方には、傾斜部７０が配置されている。傾斜部７０は、後方から前方に向かって下降する、スロープ状を呈している。主軸台６は、ベッド７の上面左側に配置されている。主軸台６は、主軸台本体６０と、主軸６１と、チャック６２と、を備えている。主軸６１は、主軸台本体６０の右面から右側に突設されている。主軸６１は、Ｚ軸方向に延在している。主軸６１は、自身の軸周りに回転可能である。チャック６２は、主軸６１の右端に配置されている。図３に一点鎖線で示すように、チャック６２には、ワークＷが着脱可能である。   The bed 7 is arranged on the floor of the factory. An inclined portion 70 is disposed behind the upper surface of the bed 7. The inclined portion 70 has a slope shape that descends from the rear to the front. The headstock 6 is disposed on the upper left side of the bed 7. The head stock 6 includes a head stock main body 60, a main shaft 61, and a chuck 62. The spindle 61 protrudes from the right surface of the headstock body 60 to the right side. The main shaft 61 extends in the Z-axis direction. The main shaft 61 is rotatable around its own axis. The chuck 62 is disposed at the right end of the main shaft 61. As shown by a one-dot chain line in FIG. 3, the workpiece W can be attached to and detached from the chuck 62.

工具台４は、工具台本体４０と、タレット４１と、Ｘ軸スライド４２と、Ｘ軸下スライド４３と、Ｚ軸スライド４４と、Ｚ軸下スライド４５と、を備えている。Ｚ軸下スライド４５は、傾斜部７０に配置されている。Ｚ軸スライド４４は、Ｚ軸下スライド４５に対して、Ｚ軸方向に移動可能である。Ｘ軸下スライド４３は、Ｚ軸スライド４４の上面に配置されている。Ｘ軸スライド４２は、Ｘ軸下スライド４３に対して、Ｘ軸方向に移動可能である。工具台本体４０は、Ｘ軸スライド４２に固定されている。タレット４１は、工具台本体４０の左側（主軸台６側）に配置されている。タレット４１は、１０角形状を呈している。タレット４１には、工具Ｔを、合計１０個取り付けることができる。タレット４１は、工具台本体４０により、３６°ずつ回転可能である。   The tool table 4 includes a tool table body 40, a turret 41, an X-axis slide 42, an X-axis lower slide 43, a Z-axis slide 44, and a Z-axis lower slide 45. The Z-axis lower slide 45 is disposed on the inclined portion 70. The Z-axis slide 44 is movable in the Z-axis direction with respect to the Z-axis lower slide 45. The X-axis lower slide 43 is disposed on the upper surface of the Z-axis slide 44. The X-axis slide 42 can move in the X-axis direction with respect to the X-axis lower slide 43. The tool base body 40 is fixed to the X-axis slide 42. The turret 41 is disposed on the left side (the headstock 6 side) of the tool rest main body 40. The turret 41 has a decagonal shape. A total of ten tools T can be attached to the turret 41. The turret 41 can be rotated by 36 ° by the tool base body 40.

測定用治具９は、工具Ｔと同様に、タレット４１の所望の位置に取付可能である。図３に示すように、測定用治具９は、治具本体９０を備えている。治具本体９０は、鋼製の一体物であって、Ｌ字状を呈している。治具本体９０には、Ｚ軸方向に対向する一対のＺ軸接触部９１ａ、９１ｂと、Ｘ軸方向に対向する一対のＸ軸接触部９２ａ、９２ｂと、が配置されている。   Similar to the tool T, the measurement jig 9 can be attached to a desired position of the turret 41. As shown in FIG. 3, the measurement jig 9 includes a jig body 90. The jig main body 90 is an integral one made of steel and has an L shape. The jig main body 90 is provided with a pair of Z-axis contact portions 91a and 91b facing in the Z-axis direction and a pair of X-axis contact portions 92a and 92b facing in the X-axis direction.

一対のＺ軸接触部９１ａ、９１ｂ間には、タッチセンサ５２の検出部５２０が相対的にＺ軸方向に移動可能な、スペースが区画されている。同様に、一対のＸ軸接触部９２ａ、９２ｂ間には、タッチセンサ５２の検出部５２０が相対的にＸ軸方向に移動可能な、スペースが区画されている。   A space is defined between the pair of Z-axis contact portions 91a and 91b, in which the detection unit 520 of the touch sensor 52 can relatively move in the Z-axis direction. Similarly, a space is defined between the pair of X-axis contact portions 92a and 92b in which the detection unit 520 of the touch sensor 52 is relatively movable in the X-axis direction.

制御装置２は、記憶部２０と、演算部２１と、入出力インターフェイス２２と、を備えている。制御装置２は、画面８０と、入力ボタン８５と、タッチセンサ５２と、Ｘ軸モータ４５Ｘと、Ｚ軸モータ４５Ｚと、角度割出モータ４５θと、に電気的に接続されている。   The control device 2 includes a storage unit 20, a calculation unit 21, and an input / output interface 22. The control device 2 is electrically connected to a screen 80, an input button 85, a touch sensor 52, an X-axis motor 45X, a Z-axis motor 45Z, and an angle indexing motor 45θ.

Ｚ軸モータ４５Ｚは、動力伝達機構（ボールねじ機構（図略）など）を介して、Ｚ軸下スライド４５に対して、Ｚ軸スライド４４つまり測定用治具９を、Ｚ軸方向に駆動可能である。Ｚ軸モータ４５Ｚと測定用治具９との間（例えば、ボールねじ機構のシャフトとナットとの間など）には、Ｚ軸方向のバックラッシ（ガタ、遊び）が存在する。このため、Ｚ軸モータ４５Ｚを始動しても、直ちに測定用治具９は動かない場合がある。すなわち、Ｚ軸モータ４５Ｚ始動後、バックラッシを消費してから、測定用治具９はＺ軸方向に移動する場合がある。   The Z-axis motor 45Z can drive the Z-axis slide 44, that is, the measurement jig 9 in the Z-axis direction with respect to the Z-axis lower slide 45 via a power transmission mechanism (ball screw mechanism (not shown), etc.). It is. Between the Z-axis motor 45Z and the measuring jig 9 (for example, between the shaft and nut of the ball screw mechanism), there is backlash (backlash, play) in the Z-axis direction. For this reason, even if the Z-axis motor 45Z is started, the measurement jig 9 may not move immediately. That is, the measurement jig 9 may move in the Z-axis direction after the backlash is consumed after the Z-axis motor 45Z is started.

Ｘ軸モータ４５Ｘは、動力伝達機構（ボールねじ機構（図略）など）を介して、Ｘ軸下スライド４３に対して、Ｘ軸スライド４２つまり測定用治具９を、Ｘ軸方向に駆動可能である。Ｚ軸モータ４５Ｚと測定用治具９との間と同様に、Ｘ軸モータ４５Ｘと測定用治具９との間には、Ｘ軸方向のバックラッシが存在する。角度割出モータ４５θは、タレット４１を、３６°ずつ回転駆動可能である。   The X-axis motor 45X can drive the X-axis slide 42, that is, the measurement jig 9 in the X-axis direction with respect to the X-axis lower slide 43 via a power transmission mechanism (ball screw mechanism (not shown) or the like). It is. As with the Z-axis motor 45Z and the measurement jig 9, there is a backlash in the X-axis direction between the X-axis motor 45X and the measurement jig 9. The angle indexing motor 45θ can rotationally drive the turret 41 by 36 °.

＜バックラッシ診断方法＞
次に、本実施形態のバックラッシ診断方法について説明する。図５に、本実施形態のバックラッシ診断方法のフローチャートを示す。図５に示すように、本実施形態のバックラッシ診断方法は、初期測定工程（Ｓ１（ステップ１。以下同様））と、診断工程（Ｓ２〜Ｓ１１）と、を備えている。 <Backlash diagnostic method>
Next, the backlash diagnostic method of this embodiment will be described. FIG. 5 shows a flowchart of the backlash diagnostic method of the present embodiment. As shown in FIG. 5, the backlash diagnostic method of the present embodiment includes an initial measurement process (S1 (step 1; the same applies hereinafter)) and a diagnostic process (S2 to S11).

［測定用治具の動作］
まず、初期測定工程および診断工程に共通する、測定用治具の動作について説明する。図６（ａ）〜（ｅ）に、測定用治具の動作模式図を示す。なお、図６（ａ）〜（ｅ）に示すのは、Ｚ軸方向のバックラッシを測定する場合である。Ｘ軸方向のバックラッシを測定する場合も、測定方向がＺ軸方向からＸ軸方向に切り替わる点を除けば、図６（ａ）〜（ｅ）と同様である。 [Measurement Jig Operation]
First, the operation of the measurement jig common to the initial measurement process and the diagnosis process will be described. FIGS. 6A to 6E are schematic operation diagrams of the measurement jig. FIGS. 6A to 6E show a case where the backlash in the Z-axis direction is measured. The measurement of the backlash in the X-axis direction is the same as FIGS. 6A to 6E except that the measurement direction is switched from the Z-axis direction to the X-axis direction.

図６（ａ）〜（ｅ）においては、測定用治具９の後進（右進）端位置をＰａ、測定用治具９の前進（左進）端位置をＰｂ、Ｚ軸モータ４５Ｚと測定用治具９との間に介在する動力伝達機構１１のＺ軸方向のバックラッシ量（図では、溝として表現している）をΔＬで示す。また、移動中の部材にハッチングを施す。   6A to 6E, the backward (rightward) end position of the measurement jig 9 is Pa, the forward (leftward) end position of the measurement jig 9 is Pb, and measurement is performed with the Z-axis motor 45Z. A backlash amount (expressed as a groove in the figure) of the power transmission mechanism 11 interposed between the power tool 9 and the jig 9 is indicated by ΔL. Further, the moving member is hatched.

初期測定工程においては、Ｚ軸方向およびＸ軸方向について、各々、後述するセット工程と、後進工程と、前進工程と、を実行する。同様に、診断工程においては、Ｚ軸方向およびＸ軸方向について、各々、後述するセット工程と、後進工程と、前進工程と、を実行する。   In the initial measurement process, a setting process, a backward process, and a forward process, which will be described later, are executed in each of the Z-axis direction and the X-axis direction. Similarly, in the diagnosis process, a setting process, a reverse process, and a forward process, which will be described later, are executed in the Z-axis direction and the X-axis direction, respectively.

セット工程においては、図６（ａ）に示すように、検出部５２０のＺ軸方向両側に一対のＺ軸接触部９１ａ、９１ｂが配置されるように、図４に示す制御装置２が、Ｘ軸モータ４５Ｘ、Ｚ軸モータ４５Ｚ、角度割出モータ４５θを、適宜駆動する。   In the setting step, as shown in FIG. 6A, the control device 2 shown in FIG. 4 is configured so that the pair of Z-axis contact portions 91a and 91b are arranged on both sides of the detection portion 520 in the Z-axis direction. The shaft motor 45X, the Z-axis motor 45Z, and the angle indexing motor 45θ are appropriately driven.

後進工程においては、図６（ｂ）に示すように、図４に示す制御装置２がＺ軸モータ４５Ｚを駆動する。まず、Ｚ軸モータ４５Ｚは、動力伝達機構１１にバックラッシが残留している場合は、当該バックラッシを消費する。この間、測定用治具９は移動しない。バックラッシは、動力伝達機構１１の右側に片寄せされる。バックラッシが消費されると、Ｚ軸モータ４５Ｚの駆動力が測定用治具９に伝達される。このため、図６（ｃ）に示すように、測定用治具９が後進する。左側のＺ軸接触部９１ａは、検出部５２０の左面に、接触する。当該接触位置が後進端位置Ｐａである。   In the reverse process, as shown in FIG. 6B, the control device 2 shown in FIG. 4 drives the Z-axis motor 45Z. First, when backlash remains in the power transmission mechanism 11, the Z-axis motor 45Z consumes the backlash. During this time, the measuring jig 9 does not move. The backlash is offset to the right side of the power transmission mechanism 11. When the backlash is consumed, the driving force of the Z-axis motor 45Z is transmitted to the measurement jig 9. For this reason, as shown in FIG. 6C, the measuring jig 9 moves backward. The left Z-axis contact part 91 a contacts the left surface of the detection part 520. The contact position is a reverse end position Pa.

前進工程においては、図６（ｄ）に示すように、図４に示す制御装置２がＺ軸モータ４５Ｚを駆動する。まず、Ｚ軸モータ４５Ｚは、動力伝達機構１１のバックラッシ量ΔＬを消費する。この間、測定用治具９は移動しない。バックラッシは、動力伝達機構１１の左側に片寄せされる。バックラッシが消費されると、Ｚ軸モータ４５Ｚの駆動力が測定用治具９に伝達される。このため、図６（ｅ）に示すように、測定用治具９が前進する。右側のＺ軸接触部９１ｂは、検出部５２０の右面に、接触する。当該接触位置が前進端位置Ｐｂである。   In the forward process, as shown in FIG. 6D, the control device 2 shown in FIG. 4 drives the Z-axis motor 45Z. First, the Z-axis motor 45Z consumes the backlash amount ΔL of the power transmission mechanism 11. During this time, the measuring jig 9 does not move. The backlash is biased to the left side of the power transmission mechanism 11. When the backlash is consumed, the driving force of the Z-axis motor 45Z is transmitted to the measurement jig 9. For this reason, as shown in FIG. 6E, the measuring jig 9 moves forward. The right Z-axis contact portion 91b contacts the right surface of the detection portion 520. The contact position is the forward end position Pb.

ここで、一対のＺ軸接触部９１ａ、９１ｂ間のＺ軸方向の間隔（設計値）と、検出部５２０のＺ軸方向全長（設計値）と、の差分つまり測定用治具９の移動距離をＡ、動力伝達機構１１のＺ軸方向の熱変位量をΔＨ、熱変位がない場合（添字（０）で表現）の後進端位置をＰａ_（０）、熱変位がない場合の前進端位置をＰｂ_（０）とすると、後進端位置Ｐａは、以下の式（１）から算出される。
Ｐａ＝Ｐａ_（０）＋ΔＨ ・・・式（１）
また、前進端位置Ｐｂは、以下の式（２）から算出される。
Ｐｂ＝Ｐｂ_（０）＋ΔＬ＋ΔＨ ・・・式（２）
よって、前進端位置Ｐｂと後進端位置Ｐａとの差分ΔＰは、以下の式（３）から算出される。
ΔＰ＝Ｐｂ−Ｐａ＝Ｐｂ_（０）＋ΔＬ−Ｐａ_（０） ・・・式（３）
ここで、式（３）中、Ｐｂ_（０）−Ｐａ_（０）は移動距離Ａに相当する。 Here, the difference between the Z-axis direction interval (design value) between the pair of Z-axis contact portions 91a and 91b and the total length (design value) of the detection unit 520 in the Z-axis direction, that is, the moving distance of the measurement jig 9 A, the amount of thermal displacement of the power transmission mechanism 11 in the Z-axis direction is ΔH, the rear end position when there is no thermal displacement ₍ represented by the subscript (0)) is Pa ₍₀₎ , and the forward end position when there is no thermal displacement Is Pb ₍₀₎ , the reverse drive position Pa is calculated from the following equation (1).
Pa = Pa ₍₀₎ + ΔH (1)
Further, the forward end position Pb is calculated from the following equation (2).
Pb = Pb ₍₀₎ + ΔL + ΔH (2)
Therefore, the difference ΔP between the forward end position Pb and the reverse end position Pa is calculated from the following equation (3).
ΔP = Pb−Pa = Pb ₍₀₎ + ΔL−Pa ₍₀₎ (3)
Here, in Expression (3), Pb ₍₀₎ −Pa ₍₀₎ corresponds to the movement distance A.

よって、差分ΔＰは、以下の式（４）から算出される。
ΔＰ＝Ａ＋ΔＬ ・・・式（４）
差分ΔＰには、熱変位量ΔＨが含まれてない。このように、一対のＺ軸接触部９１ａ、９１ｂに対して、検出部５２０を、後進接触および前進接触させることにより、データから熱変位量ΔＨの影響を除外することができる。言い換えると、バックラッシ量ΔＬを抽出することができる。 Therefore, the difference ΔP is calculated from the following equation (4).
ΔP = A + ΔL (4)
The difference ΔP does not include the thermal displacement amount ΔH. As described above, the influence of the thermal displacement amount ΔH can be excluded from the data by causing the detection unit 520 to make reverse contact and forward contact with the pair of Z-axis contact portions 91a and 91b. In other words, the backlash amount ΔL can be extracted.

［バックラッシ診断方法における処理の流れ］
次に、バックラッシ診断方法における処理の流れについて説明する。図７（ａ）〜（ｆ）に、バックラッシ診断方法における表示装置の画面の模式図を示す。前述したように、バックラッシ診断方法は、初期測定工程と、診断工程と、を備えている。 [Flow of processing in backlash diagnosis method]
Next, the flow of processing in the backlash diagnostic method will be described. 7A to 7F are schematic diagrams of screens of the display device in the backlash diagnostic method. As described above, the backlash diagnostic method includes an initial measurement process and a diagnostic process.

（初期測定工程（図５のＳ１））
初期測定工程は、図２に示すタレット４１に工具Ｔ、測定用治具９をセットした直後に、実行される。本工程においては、図４に示す制御装置２が、まず、上記セット工程と、後進工程と、前進工程と、を実行する。 (Initial measurement process (S1 in FIG. 5))
The initial measurement process is executed immediately after the tool T and the measurement jig 9 are set on the turret 41 shown in FIG. In this step, the control device 2 shown in FIG. 4 first executes the set step, the reverse step, and the forward step.

次に、制御装置２は、前述の式（１）〜式（４）から、初期測定工程（添字（１）で表現）における前進端位置Ｐｂ_（１）と後進端位置Ｐａ_（１）との差分ΔＰ_（１）を、算出する。初期測定工程時の、Ｚ軸モータ４５Ｚと測定用治具９との間に介在する動力伝達機構１１のＺ軸方向のバックラッシ量をΔＬ_（１）とすると、差分ΔＰ_（１）は、以下の式（５）から算出される。
ΔＰ_（１）＝Ａ＋ΔＬ_（１） ・・・式（５） Next, the control device 2 calculates the forward end position Pb ₍₁₎ and the backward end position Pa _{(1) in} the initial measurement step (expressed by the subscript (1)) from the above-described formulas (1) to (4). The difference ΔP ₍₁₎ is calculated. When the backlash amount in the Z-axis direction of the power transmission mechanism 11 interposed between the Z-axis motor 45Z and the measurement jig 9 at the time of the initial measurement process is ΔL ₍₁₎ , the difference ΔP ₍₁₎ is Calculated from equation (5).
ΔP ₍₁₎ = A + ΔL ₍₁₎ Expression (5)

（診断工程（図５のＳ２〜Ｓ１１））
診断工程は、ＣＮＣ旋盤１の運転開始後、所定期間おきに実行される。すなわち、バックラッシ量は経時変化する。このため、本工程は、所定期間おきに、定期的に実行される。なお、本工程は、ＣＮＣ旋盤１の運転開始後、作業者の任意の時期に実行される場合もある。 (Diagnosis process (S2 to S11 in FIG. 5))
The diagnosis process is executed every predetermined period after the operation of the CNC lathe 1 is started. That is, the backlash amount changes with time. For this reason, this process is periodically performed every predetermined period. In addition, this process may be performed at an arbitrary time of the operator after the operation of the CNC lathe 1 is started.

まず、作業者は、図４に示す入力ボタン８５を介して、図７（ａ）に示す画面８０ａの表示欄８１０に、バックラッシの自動診断時期を入力する（図５のＳ２）。また、作業者は、図４に示す入力ボタン８５を介して、図７（ａ）に示す画面８０ａの表示欄８１１に、自動診断をキャンセルする場合の、バックラッシの診断時期を入力する。   First, the operator inputs an automatic diagnosis time for backlash into the display field 810 of the screen 80a shown in FIG. 7A via the input button 85 shown in FIG. 4 (S2 in FIG. 5). In addition, the operator inputs the backlash diagnosis time when canceling the automatic diagnosis into the display field 811 of the screen 80a shown in FIG. 7A via the input button 85 shown in FIG.

自動診断時期が到来すると、図４に示す制御装置２は、図７（ｂ）に示す画面８０ｂに、自動診断時期が到来した旨を表示する（図５のＳ３）。自動診断を実行しない場合、作業者は、ＮＯボタン８１３にタッチする。この場合、制御装置２は、画面８０ｂに注意勧告メッセージを表示する（図５のＳ９）。その後、図７（ａ）の表示欄８１１に入力した診断時期が到来したら、図４に示す制御装置２は、図７（ｂ）に示す画面８０ｂに、診断時期が到来した旨を表示する（図５のＳ３）。   When the automatic diagnosis time comes, the control device 2 shown in FIG. 4 displays on the screen 80b shown in FIG. 7B that the automatic diagnosis time has come (S3 in FIG. 5). When automatic diagnosis is not executed, the operator touches the NO button 813. In this case, the control device 2 displays a caution recommendation message on the screen 80b (S9 in FIG. 5). After that, when the diagnosis time input in the display field 811 of FIG. 7A arrives, the control device 2 shown in FIG. 4 displays on the screen 80b shown in FIG. 7B that the diagnosis time has come ( S3 in FIG.

一方、自動診断を実行する場合、作業者は、図７（ｂ）に示す画面８０ｂのＹＥＳボタン８１２にタッチする。制御装置２は、診断プログラムを実行する（図５のＳ４）。なお、作業者は、図７（ａ）に示す画面８０ａの手動スタートボタン８１４にタッチすることにより（図５のＳ１０）、所望のタイミングで、診断プログラムを実行することができる（図５のＳ４）。   On the other hand, when executing the automatic diagnosis, the operator touches the YES button 812 on the screen 80b shown in FIG. 7B. The control device 2 executes a diagnostic program (S4 in FIG. 5). The operator can execute the diagnostic program at a desired timing (S4 in FIG. 5) by touching the manual start button 814 on the screen 80a shown in FIG. 7A (S10 in FIG. 5). ).

診断プログラムにおいては、制御装置２は、まず、前記セット工程と、後進工程と、前進工程と、を実行する。次に、制御装置２は、前述の式（１）〜式（４）から、診断工程（添字（２）で表現）における前進端位置Ｐｂ_（２）と後進端位置Ｐａ_（２）との差分ΔＰ_（２）を、算出する。診断工程時の、Ｚ軸モータ４５Ｚと測定用治具９との間に介在する動力伝達機構１１のＺ軸方向のバックラッシ量をΔＬ_（２）とすると、差分ΔＰ_（２）は、以下の式（６）から算出される。
ΔＰ_（２）＝Ａ＋ΔＬ_（２） ・・・式（６）
続いて、制御装置２は、初期測定工程から診断工程までのＺ軸方向のバックラッシ量の変化量ΔＬ_{（１→２）}を、以下の式（７）から算出する。
ΔＬ_{（１→２）}＝ΔＬ_（２）−ΔＬ_（１）＝ΔＰ_（２）−ΔＰ_（１） ・・・式（７）
それから、図４に示す制御装置２は、図７（ｃ）に示す画面８０ｃに、Ｘ軸方向のバックラッシ量の変化量、Ｚ軸方向のバックラッシ量の変化量を表示する。ここで、記憶部２０には、バックラッシ量の変化量ΔＬ_{（１→２）}の補正しきい値Ｌｔｈが格納されている。 In the diagnostic program, the control device 2 first executes the set process, the reverse process, and the forward process. Next, the control device 2 calculates the difference between the forward end position Pb ₍₂₎ and the backward end position Pa _{(2) in} the diagnosis process (expressed by the subscript (2)) from the above-described formulas (1) to (4). ΔP ₍₂₎ is calculated. When the backlash amount in the Z-axis direction of the power transmission mechanism 11 interposed between the Z-axis motor 45Z and the measurement jig 9 at the time of the diagnosis process is ΔL ₍₂₎ , the difference ΔP ₍₂₎ is expressed by the following equation: Calculated from (6).
ΔP ₍₂₎ = A + ΔL ₍₂₎ Expression (6)
Subsequently, the control device 2 calculates a change amount ΔL _{(1 → 2)} of the backlash amount in the Z-axis direction from the initial measurement process to the diagnosis process from the following equation (7).
ΔL _{(1 → 2)} = ΔL ₍₂₎ −ΔL ₍₁₎ = ΔP ₍₂₎ −ΔP ₍₁₎ (7)
Then, the control device 2 shown in FIG. 4 displays the amount of change in the backlash amount in the X-axis direction and the amount of change in the backlash amount in the Z-axis direction on the screen 80c shown in FIG. Here, the storage unit 20 stores a correction threshold value Lth for the change amount ΔL _{(1 → 2)} of the backlash amount.

制御装置２は、バックラッシ量の変化量ΔＬ_{（１→２）}と、補正しきい値Ｌｔｈと、を比較する。比較の結果、ΔＬ_{（１→２）}≦Ｌｔｈの場合（正常の場合）、制御装置２は、図７（ｄ）に示す画面８０ｄに、「良好です。」というメッセージ（補正が不要である旨のメッセージ）を表示する（図５のＳ５）。この場合は、制御装置２は、バックラッシ量の補正を行わない。再度、図７（ａ）の表示欄８１０に入力した自動診断時期が到来したら（図５のＳ２）、制御装置２は、図７（ｂ）に示す画面８０ｂに、診断時期が到来した旨を表示する（図５のＳ３）。 The control device 2 compares the change amount ΔL _{(1 → 2)} of the backlash amount with the correction threshold value Lth. As a result of comparison, if ΔL _{(1 → 2)} ≦ Lth (normal), the control device 2 displays a message “Good” on the screen 80d shown in FIG. Message) is displayed (S5 in FIG. 5). In this case, the control device 2 does not correct the backlash amount. When the automatic diagnosis time input in the display field 810 in FIG. 7A comes again (S2 in FIG. 5), the control device 2 displays on the screen 80b shown in FIG. 7B that the diagnosis time has come. This is displayed (S3 in FIG. 5).

一方、比較の結果、Ｌｔｈ＜ΔＬ_{（１→２）}の場合（異常の場合）、制御装置２は、図７（ｄ）に示す画面８０ｄに、バックラッシ量の変化量ΔＬ_{（１→２）}と補正しきい値Ｌｔｈとの差分を表示する。具体的には、制御装置２は、図７（ｄ）に示す画面８０ｄに、「１０μｍＮＧです。」というメッセージ（補正が必要である旨のメッセージ）を表示する。この場合は、制御装置２は、図７（ｅ）に示す画面８０ｅに、補正量１０μｍを有効にするか否かのメッセージ（補正の実行、禁止に関するメッセージ）を表示する（図５のＳ６）。 On the other hand, if Lth <ΔL _{(1 → 2)} as a result of the comparison (abnormal case), the control device 2 displays a change amount ΔL _{(1 → 2)} of the backlash amount on the screen 80d shown in FIG. The difference from the correction threshold value Lth is displayed. Specifically, the control device 2 displays a message “10 μm NG” (message indicating that correction is necessary) on the screen 80d shown in FIG. In this case, the control device 2 displays on the screen 80e shown in FIG. 7E a message (message regarding execution / prohibition of correction) as to whether or not to enable the correction amount of 10 μm (S6 in FIG. 5). .

補正を実行しない場合、作業者は、図７（ｅ）に示す画面８０ｅのＮＯボタン８１６にタッチする。この場合、制御装置２は、バックラッシ量ΔＬ_（２）を、補正しない。その後、図７（ａ）の表示欄８１１に入力した診断時期が到来したら、制御装置２は、図７（ｂ）に示す画面８０ｂに、診断時期が到来した旨を表示する（図５のＳ３）。なお、補正を実行しない場合としては、例えば、画面８０ｄに表示された補正量が、作業者の常識的な見地から、過大である場合などが挙げられる。 When the correction is not executed, the worker touches the NO button 816 on the screen 80e shown in FIG. In this case, the control device 2 does not correct the backlash amount ΔL ₍₂₎ . Thereafter, when the diagnosis time input in the display field 811 of FIG. 7A comes, the control device 2 displays on the screen 80b shown in FIG. 7B that the diagnosis time has come (S3 in FIG. 5). ). In addition, as a case where correction | amendment is not performed, the case where the correction amount displayed on the screen 80d is excessive from an operator's common sense viewpoint etc. is mentioned, for example.

一方、補正を実行する場合、作業者は、図７（ｅ）に示す画面８０ｅのＹＥＳボタン８１５にタッチする。この場合、制御装置２は、バックラッシ量ΔＬ_（２）を補正量１０μｍだけ、補正する。具体的には、制御装置２は、測定用治具９の機械座標を、Ｚ軸方向に１０μｍだけずらして設定する。 On the other hand, when the correction is executed, the worker touches the YES button 815 on the screen 80e shown in FIG. In this case, the control device 2 corrects the backlash amount ΔL ₍₂₎ by a correction amount of 10 μm. Specifically, the control device 2 sets the machine coordinates of the measuring jig 9 by shifting by 10 μm in the Z-axis direction.

補正後、制御装置２は、補正の適否を最終確認するために、再び診断プログラムを実行する（図５のＳ７）。制御装置２は、図７（ｃ）、図７（ｄ）同様に、診断結果を画面に表示する（図５のＳ８）。診断結果が異常な場合は、再び診断プログラムを実行する（図５のＳ４）。一方、診断結果が正常な場合は、制御装置２は、診断履歴を記憶部２０に格納する（図５のＳ１１）。なお、診断履歴は、画面に表示することもできる。そして、再度、図７（ａ）の表示欄８１０に入力した自動診断時期が到来したら（図５のＳ２）、制御装置２は、図７（ｂ）に示す画面８０ｂに、診断時期が到来した旨を表示する（図５のＳ３）。このように、診断工程は、ＣＮＣ旋盤１の運転開始後、所定期間おきに、繰り返し実行される。   After the correction, the control device 2 executes the diagnostic program again in order to finally confirm the suitability of the correction (S7 in FIG. 5). The control device 2 displays the diagnosis result on the screen as in FIGS. 7C and 7D (S8 in FIG. 5). If the diagnosis result is abnormal, the diagnosis program is executed again (S4 in FIG. 5). On the other hand, when the diagnosis result is normal, the control device 2 stores the diagnosis history in the storage unit 20 (S11 in FIG. 5). The diagnosis history can also be displayed on the screen. When the automatic diagnosis time input in the display field 810 in FIG. 7A comes again (S2 in FIG. 5), the control device 2 has reached the diagnosis time on the screen 80b shown in FIG. 7B. Is displayed (S3 in FIG. 5). As described above, the diagnosis process is repeatedly executed at predetermined intervals after the operation of the CNC lathe 1 is started.

＜作用効果＞
次に、本実施形態のバックラッシ診断システム、ＣＮＣ旋盤、バックラッシ診断方法の作用効果について説明する。図６（ａ）〜（ｅ）、式（１）〜式（４）に示すように、本実施形態のバックラッシ診断システム１０、バックラッシ診断方法によると、後進工程で取得される接触データおよび前進工程で取得される接触データを基に、自動的に、バックラッシを診断することができる。 <Effect>
Next, functions and effects of the backlash diagnostic system, CNC lathe, and backlash diagnostic method of this embodiment will be described. As shown in FIGS. 6A to 6E and formulas (1) to (4), according to the backlash diagnostic system 10 and the backlash diagnostic method of the present embodiment, the contact data and the forward process acquired in the reverse process. The backlash can be automatically diagnosed based on the contact data acquired in step (1).

また、後進工程で取得される接触データには、熱変位（例えば、測定用治具が取り付けられている部材の熱変位など）が含まれている。また、前進工程で取得される接触データにも、同様に、熱変位が含まれている。しかしながら、図３に示す測定用治具９の一対の接触部間の間隔（一対のＺ軸接触部９１ａ、９１ｂ間の間隔、および一対のＸ軸接触部９２ａ、９２ｂ間の間隔）は、一対の接触部間に検出部５２０を挟むことができ、かつ一対の接触部が検出部５２０に干渉しない程度であり、十分に短い。つまり、バックラッシを測定する上で必要とする前進距離および後進距離は十分に短い。したがって、本実施形態のバックラッシ診断システム、ＣＮＣ旋盤、バックラッシ診断方法において、刻一刻と変化する動力伝達機構１１の熱変位が測定に与える影響は軽微であり、ワークＷの加工の寸法誤差の要因としてのバックラッシを正確に抽出することができる。   Further, the contact data acquired in the reverse process includes thermal displacement (for example, thermal displacement of a member to which the measurement jig is attached). Similarly, the contact data acquired in the forward process includes thermal displacement. However, the distance between the pair of contact parts of the measurement jig 9 shown in FIG. 3 (the distance between the pair of Z-axis contact parts 91a and 91b and the distance between the pair of X-axis contact parts 92a and 92b) is a pair. The detection unit 520 can be sandwiched between the contact portions of the two, and the pair of contact portions does not interfere with the detection unit 520, and is sufficiently short. That is, the forward distance and the reverse distance required for measuring the backlash are sufficiently short. Therefore, in the backlash diagnostic system, the CNC lathe, and the backlash diagnostic method of the present embodiment, the influence of the thermal displacement of the power transmission mechanism 11 that changes every moment on the measurement is negligible, and as a cause of dimensional error in machining the workpiece W The backlash can be accurately extracted.

また、本実施形態のバックラッシ診断システム１０、バックラッシ診断方法によると、図１、図２に示すように、Ｚ軸方向（主軸方向）およびＸ軸方向（ワークＷの径方向）のバックラッシを抽出することができる。   Further, according to the backlash diagnostic system 10 and the backlash diagnostic method of the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, backlash in the Z-axis direction (main axis direction) and the X-axis direction (radial direction of the workpiece W) is extracted. be able to.

また、本実施形態のバックラッシ診断システム１０、バックラッシ診断方法によると、図３に示すように、一対のＺ軸接触部９１ａ、９１ｂ、一対のＸ軸接触部９２ａ、９２ｂは、いずれも一体物の治具本体９０に配置されている。このため、一対のＺ軸接触部９１ａ、９１ｂ間の間隔、一対のＸ軸接触部９２ａ、９２ｂ間の間隔が、経時変化するおそれが小さい。また、一対のＺ軸接触部９１ａ、９１ｂの配置方向（Ｚ軸方向）と、一対のＸ軸接触部９２ａ、９２ｂの配置方向（Ｘ軸方向）と、の交角（図３の場合は９０°）が、経時変化するおそれが小さい。また、治具本体９０は単一の材料製である。このため、治具本体９０の熱膨張率は一定である。したがって、治具本体９０の熱変位の影響を受けにくい。   Further, according to the backlash diagnostic system 10 and the backlash diagnostic method of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the pair of Z-axis contact portions 91a and 91b and the pair of X-axis contact portions 92a and 92b are both integrated. The jig body 90 is disposed. For this reason, the interval between the pair of Z-axis contact portions 91a and 91b and the interval between the pair of X-axis contact portions 92a and 92b are less likely to change over time. Further, an intersection angle (90 ° in the case of FIG. 3) between the arrangement direction of the pair of Z-axis contact portions 91a and 91b (Z-axis direction) and the arrangement direction of the pair of X-axis contact portions 92a and 92b (X-axis direction). ) Is less likely to change over time. The jig body 90 is made of a single material. For this reason, the coefficient of thermal expansion of the jig body 90 is constant. Therefore, it is not easily affected by the thermal displacement of the jig body 90.

また、本実施形態のバックラッシ診断システム１０、バックラッシ診断方法によると、図２に示すように、測定用治具９および工具Ｔの振り回し径Ｒは、Ｚ軸スライド４４およびＸ軸スライド４２の往復動範囲内において、測定用治具９および工具Ｔが、隣接部材（例えば、壁部３、主軸台６、ベッド７、図３に示す収容位置のタッチセンサ５２）に干渉しないように、設定されている。言い換えると、図３に示す測定用治具９の一対のＺ軸接触部９１ａ、９１ｂ間の間隔、および一対のＸ軸接触部９２ａ、９２ｂ間の間隔は、測定用治具９が隣接部材に干渉しない距離に設定されている。つまりは、測定用治具９の大きさは、当該ＣＮＣ旋盤１のツーリングスペックで予め定められた工具台４の任意の割出ステーション（図２に示すタレット４１の外周に設定される割出位置）に取付可能とされる工具Ｔの大きさ以下である。このため、工具ＴがワークＷに加工を施す際、測定用治具９は、隣接部材やワークＷに干渉しない。また、測定用治具９が用いられる際（後述するバックラッシ診断方法が実行される際）、工具Ｔは、隣接部材や測定位置のタッチセンサ５２に干渉しない。   Further, according to the backlash diagnostic system 10 and the backlash diagnostic method of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the swinging diameter R of the measuring jig 9 and the tool T is the reciprocating motion of the Z-axis slide 44 and the X-axis slide 42. Within the range, the measurement jig 9 and the tool T are set so as not to interfere with adjacent members (for example, the wall 3, the headstock 6, the bed 7, and the touch sensor 52 at the accommodation position shown in FIG. 3). Yes. In other words, the distance between the pair of Z-axis contact portions 91a and 91b and the distance between the pair of X-axis contact portions 92a and 92b of the measurement jig 9 shown in FIG. The distance is set so as not to interfere. In other words, the size of the measuring jig 9 is determined by an arbitrary indexing station (an indexing position set on the outer periphery of the turret 41 shown in FIG. 2) determined in advance by the tooling specifications of the CNC lathe 1. ) Or smaller than the size of the tool T that can be attached. For this reason, when the tool T processes the workpiece W, the measuring jig 9 does not interfere with the adjacent member or the workpiece W. Further, when the measurement jig 9 is used (when a backlash diagnostic method described later is executed), the tool T does not interfere with the adjacent member or the touch sensor 52 at the measurement position.

＜その他＞
以上、本発明のバックラッシ診断システム、工作機械、バックラッシ診断方法の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。 <Others>
The embodiments of the backlash diagnostic system, machine tool, and backlash diagnostic method of the present invention have been described above. However, the embodiment is not particularly limited to the above embodiment. Various modifications and improvements that can be made by those skilled in the art are also possible.

例えば、図３に示す測定用治具９の一対のＺ軸接触部９１ａ、９１ｂ間の間隔、および一対のＸ軸接触部９２ａ、９２ｂ間の間隔は、特に限定しない。一対のＺ軸接触部９１ａ、９１ｂ間の間隔の最小値は、検出部５２０のＺ軸方向全長を超過した値であればよい。また、一対のＺ軸接触部９１ａ、９１ｂ間の間隔の最大値は、Ｚ軸スライド４４およびＸ軸スライド４２の往復動範囲内において、測定用治具９が、隣接部材に干渉しない値であればよい。同様に、一対のＸ軸接触部９２ａ、９２ｂ間の間隔の最小値は、検出部５２０のＸ軸方向全長を超過した値であればよい。また、一対のＸ軸接触部９２ａ、９２ｂ間の間隔の最大値は、Ｚ軸スライド４４およびＸ軸スライド４２の往復動範囲内において、測定用治具９が、隣接部材に干渉しない値であればよい。   For example, the distance between the pair of Z-axis contact portions 91a and 91b and the distance between the pair of X-axis contact portions 92a and 92b of the measurement jig 9 shown in FIG. 3 are not particularly limited. The minimum value of the distance between the pair of Z-axis contact portions 91a and 91b may be a value that exceeds the entire length of the detection unit 520 in the Z-axis direction. In addition, the maximum value of the distance between the pair of Z-axis contact portions 91a and 91b is a value that does not cause the measurement jig 9 to interfere with the adjacent member within the reciprocating range of the Z-axis slide 44 and the X-axis slide 42. That's fine. Similarly, the minimum value of the distance between the pair of X-axis contact portions 92a and 92b may be a value that exceeds the total length of the detection portion 520 in the X-axis direction. In addition, the maximum value of the distance between the pair of X-axis contact portions 92a and 92b is a value at which the measurement jig 9 does not interfere with the adjacent member within the reciprocating range of the Z-axis slide 44 and the X-axis slide 42. That's fine.

バックラッシの診断方向、言い換えると一対の接触部（Ｚ軸接触部９１ａ、９１ｂ、Ｘ軸接触部９２ａ、９２ｂ）の並ぶ方向は、特に限定しない。Ｚ軸方向のみ、またはＸ軸方向のみであってもよい。勿論、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向以外の方向であってもよい。   The backlash diagnostic direction, in other words, the direction in which the pair of contact portions (Z-axis contact portions 91a and 91b, X-axis contact portions 92a and 92b) are arranged is not particularly limited. Only the Z-axis direction or only the X-axis direction may be used. Of course, directions other than the Z-axis direction and the X-axis direction may be used.

図７（ｅ）においては、画面８０ｅに、補正量１０μｍを有効にするか否かのメッセージ（補正の実行、禁止に関するメッセージ）を表示した（図５のＳ６）。すなわち、作業者が、補正の実行、禁止を判断した。しかしながら、図４に示す制御装置２が、補正の実行、禁止を判断してもよい。例えば、記憶部２０に、補正実行しきい値Ｌｔｈ２（＞補正しきい値Ｌｔｈ）を格納しておき、Ｌｔｈ＜ΔＬ_{（１→２）}＜Ｌｔｈ２の場合に限って、制御装置２が、自動的に補正を実行してもよい。また、Ｌｔｈ２≦ΔＬ_{（１→２）}の場合、補正量が異常である旨のメッセージを画面に表示してもよい。 In FIG. 7E, a message (message regarding execution / prohibition of correction) as to whether or not to enable the correction amount of 10 μm is displayed on the screen 80e (S6 in FIG. 5). That is, the operator determines whether or not correction is performed. However, the control device 2 shown in FIG. 4 may determine whether or not to perform correction. For example, the correction execution threshold value Lth2 (> correction threshold value Lth) is stored in the storage unit 20, and only when Lth <ΔL _{(1 → 2)} <Lth2, the control device 2 automatically Corrections may be performed. If Lth2 ≦ ΔL _{(1 → 2)} , a message indicating that the correction amount is abnormal may be displayed on the screen.

図７（ｅ）においては、補正量を１０μｍとした。すなわち、補正前のバックラッシ量ΔＬ_（２）（＝バックラッシ量ΔＬ_（１）＋補正しきい値Ｌｔｈ＋１０）を、バックラッシ量ΔＬ_（２）（＝バックラッシ量ΔＬ_（１）＋補正しきい値Ｌｔｈ）に、補正した。しかしながら、補正前のバックラッシ量ΔＬ_（２）（＝バックラッシ量ΔＬ_（１）＋補正しきい値Ｌｔｈ＋１０）を、バックラッシ量ΔＬ_（２）（＝バックラッシ量ΔＬ_（１））に、補正してもよい。 In FIG. 7E, the correction amount is 10 μm. That is, the backlash amount ΔL ₍₂₎ (= backlash amount ΔL ₍₁₎ + correction threshold value Lth + 10) before correction is changed to the backlash amount ΔL ₍₂₎ (= backlash amount ΔL ₍₁₎ + correction threshold value Lth). , Corrected. However, the backlash amount ΔL ₍₂₎ (= backlash amount ΔL ₍₁₎ + correction threshold Lth + 10) before correction may be corrected to the backlash amount ΔL ₍₂₎ (= backlash amount ΔL ₍₁₎ ). .

工具Ｔの種類は特に限定しない。バイト、フライス、ドリル、リーマ、センタードリル、エンドミル、タップなどであってもよい。工作機械の種類は特に限定しない。横型旋盤、正面旋盤、立型旋盤、フライス盤、ボール盤、ミーリングセルなどであってもよい。   The kind of tool T is not specifically limited. It may be a bite, milling cutter, drill, reamer, center drill, end mill, tap or the like. The type of machine tool is not particularly limited. A horizontal lathe, a front lathe, a vertical lathe, a milling machine, a drilling machine, a milling cell, etc. may be used.

１：ＣＮＣ旋盤（工作機械）。
２：制御装置、２０：記憶部、２１：演算部、２２：入出力インターフェイス。
３：壁部、３０：全体カバー、３１：仕切壁。
４：工具台、４０：工具台本体、４１：タレット、４２：Ｘ軸スライド、４３：Ｘ軸下スライド、４４：Ｚ軸スライド、４５：Ｚ軸下スライド、４５θ：角度割出モータ、４５Ｘ：Ｘ軸モータ、４５Ｚ：Ｚ軸モータ。
５：タッチセンサ部、５０：ブラケット、５１：アーム、５２：タッチセンサ、５２０：検出部。
６：主軸台、６０：主軸台本体、６１：主軸、６２：チャック。
７：ベッド、７０：傾斜部。
８：表示装置、８０：画面、８０ａ〜８０ｅ：画面、８１０：表示欄、８１１：表示欄、８１２：ＹＥＳボタン、８１３：ＮＯボタン、８１４：手動スタートボタン、８１５：ＹＥＳボタン、８１６：ＮＯボタン、８５：入力ボタン。
９：測定用治具、９０：治具本体、９１ａ：Ｚ軸接触部、９１ｂ：Ｚ軸接触部、９２ａ：Ｘ軸接触部、９２ｂ：Ｘ軸接触部。
１０：バックラッシ診断システム、１１：動力伝達機構。
Ａ：移動距離、Ｂ：加工室、ΔＬ：バックラッシ量、Ｐａ：後進端位置、Ｐｂ：前進端位置、Ｒ：振り回し径、Ｔ：工具、Ｗ：ワーク。 1: CNC lathe (machine tool).
2: control device, 20: storage unit, 21: calculation unit, 22: input / output interface.
3: Wall part, 30: Whole cover, 31: Partition wall.
4: Tool base, 40: Tool base body, 41: Turret, 42: X axis slide, 43: X axis lower slide, 44: Z axis slide, 45: Z axis lower slide, 45θ: Angle indexing motor, 45X: X-axis motor, 45Z: Z-axis motor.
5: Touch sensor unit, 50: Bracket, 51: Arm, 52: Touch sensor, 520: Detection unit.
6: spindle stock, 60: spindle stock main body, 61: spindle, 62: chuck.
7: Bed, 70: Inclined part.
8: Display device, 80: Screen, 80a to 80e: Screen, 810: Display column, 811: Display column, 812: YES button, 813: NO button, 814: Manual start button, 815: YES button, 816: NO button 85: Input button.
9: Jig for measurement, 90: Jig body, 91a: Z-axis contact part, 91b: Z-axis contact part, 92a: X-axis contact part, 92b: X-axis contact part.
10: Backlash diagnostic system, 11: Power transmission mechanism.
A: Movement distance, B: Processing chamber, ΔL: Backlash amount, Pa: Backward end position, Pb: Forward end position, R: Swing diameter, T: Tool, W: Workpiece.

Claims (5)

接触を検出可能な検出部を有するタッチセンサと、
該検出部に対して所定の移動方向に移動可能な工具台と、
該工具台に取り付けられ、該移動方向に互いに離間して配置される一対の接触部を有する測定用治具と、
該検出部の該移動方向両側に一対の該接触部を配置し、該測定用治具を該移動方向に後進させ一方の該接触部に接触させ、該測定用治具を該移動方向に前進させ他方の該接触部に接触させることにより、該移動方向のバックラッシを演算する制御装置と、
を備えるバックラッシ診断システム。 A touch sensor having a detection unit capable of detecting contact;
A tool table movable in a predetermined movement direction with respect to the detection unit;
A measuring jig attached to the tool table and having a pair of contact portions arranged to be spaced apart from each other in the moving direction;
A pair of the contact portions are arranged on both sides of the detection unit in the moving direction, the measuring jig is moved backward in the moving direction and brought into contact with one of the contacting portions, and the measuring jig is advanced in the moving direction. A control device that calculates a backlash in the moving direction by bringing the other contact portion into contact with the contact portion;
A backlash diagnostic system. 前記移動方向は、互いに交差するＺ軸方向およびＸ軸方向のうち、少なくとも一方である請求項１に記載のバックラッシ診断システム。   The backlash diagnostic system according to claim 1, wherein the moving direction is at least one of a Z-axis direction and an X-axis direction intersecting each other. 前記移動方向は、前記Ｚ軸方向および前記Ｘ軸方向であり、
該Ｚ軸方向に互いに離間して配置される一対の前記接触部を一対のＺ軸接触部、該Ｘ軸方向に互いに離間して配置される一対の前記接触部を一対のＸ軸接触部として、
前記測定用治具は、一対の該Ｚ軸接触部および一対の該Ｘ軸接触部が配置される一体物の治具本体を有する請求項２に記載のバックラッシ診断システム。 The moving directions are the Z-axis direction and the X-axis direction,
A pair of the contact portions arranged apart from each other in the Z-axis direction is a pair of Z-axis contact portions, and a pair of contact portions arranged apart from each other in the X-axis direction is a pair of X-axis contact portions. ,
The backlash diagnostic system according to claim 2, wherein the measurement jig includes an integral jig body in which the pair of Z-axis contact portions and the pair of X-axis contact portions are arranged. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のバックラッシ診断システムを備える工作機械。   A machine tool comprising the backlash diagnostic system according to any one of claims 1 to 3. 接触を検出可能な検出部を有するタッチセンサと、
該検出部に対して所定の移動方向に移動可能な工具台と、
該工具台に取り付けられ、該移動方向に互いに離間して配置される一対の接触部を有する測定用治具と、
を備えるバックラッシ診断システムに実行されるバックラッシ診断方法であって、
前記検出部の前記移動方向両側に、一対の前記接触部を配置するセット工程と、
前記測定用治具を該移動方向に後進させ、一方の該接触部に接触させる後進工程と、
該測定用治具を該移動方向に前進させ、他方の該接触部に接触させる前進工程と、
を有することを特徴とするバックラッシ診断方法。 A touch sensor having a detection unit capable of detecting contact;
A tool table movable in a predetermined movement direction with respect to the detection unit;
A measuring jig attached to the tool table and having a pair of contact portions arranged to be spaced apart from each other in the moving direction;
A backlash diagnostic method executed in a backlash diagnostic system comprising:
A set step of arranging a pair of the contact portions on both sides of the detection unit in the moving direction;
A reverse step in which the measuring jig is moved backward in the moving direction and brought into contact with one of the contact portions;
Advancing step of advancing the measuring jig in the moving direction and contacting the other contact portion;
A backlash diagnostic method characterized by comprising:

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