JP3953766B2

JP3953766B2 - Tool measuring device for machine tools

Info

Publication number: JP3953766B2
Application number: JP2001303489A
Authority: JP
Inventors: 利治高島; 主洋大西; 尚大谷
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2003103437A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主軸に取り付けた工具とワークテーブル上のワークについて、実際の相対位置とプログラム上の相対位置との誤差を求め、この誤差に基づいて加工動作のためにプログラムされた主軸とワークテーブルとの相対送り量を補正するようにした工作機械の工具測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、主軸に取り付けた工具とワークテーブル上のワークについて、実際の相対位置とプログラム上の相対位置との誤差を求め、この誤差に基づいて加工動作のためにプログラムされた主軸とワークテーブルとの相対送り量を補正するようにした工作機械の工具測定装置には、特開２００１−１０５２７９がある。
【０００３】
この特開２００１−１０５２７９には、主軸とワークテーブルを相対移動する１つの制御軸に沿って基準となるＡ位置を設定し、非接触式検出器を設置し、主軸に装着した接触式検出器の接触子をワークテーブル上のワークの基準となるＣ位置に接触させ前記Ａ位置から観たＣ位置を求めて、主にワークの取り付け誤差である第１誤差を求め、主軸に装着した工具の先端が前記Ａ位置に移動されて非接触式検出器がオンとなる時の主に工具寸法誤差である第２誤差を求めた後、ワークの加工の際に前記主軸とワークテーブルとの前記制御軸に沿う相対送り量を第１誤差及び第２誤差により補正を行うように構成が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特開２００１−１０５２７９に記載された工具測定装置では、非接触式の検出器を用いて工具および接触式検出器の接触子の位置検出を行うために、測定対象に付着した切粉等の汚れを実際の工具及び、接触式検出器の接触子の先端と誤検出する為、数十マイクロメータの測定誤差がでることがある。
【０００５】
また接触式検出器においても、検出時の触圧により影響は小さくなるが、非接触式の検出器と同様に、接触子やワークの基準面に付着した切粉等の汚れにより測定誤差を生じてしまう。
測定対象物に付着した切粉等を排除する解決の手段として、工作機械で主軸頭に工具冷却用のエアーやクーラントを吐出するノズルを洗浄に利用する方法も考えられるが、この場合、エアーやクーラントは、主軸に装着される長さや径の異なる多種の工具に対して冷却が行えるような角度に調整されて吐出されるため、必ずしも工具全体にエアークーラントを当てる必要がなく、効率の良い洗浄が行えない。
【０００６】
さらに、主軸頭に取りつけられたエアーやクーラントを用いる場合、工具の洗浄は工具移動中に行われ、洗浄のためのクーラントやエアーは工具の前方に飛散することになる。このため、非接触式検出器に工具を進入させたときエアーやクーラントの飛散が非接触式検出器に降りかかってしまい、非接触式検出器の測定精度の劣化を招くという問題がある。
【０００７】
従って、本発明の主たる目的は、検出器の性能を劣化させずに、効率よく測定対象物を洗浄できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、基準となるＡ位置に配置した非接触式検出器にエアーノズルまたは、エアーノズルとクーラントノズルを設置する。測定サイクルの中で測定対象物となる工具と接触式検出器の接触子は、制御軸によって前記非接触式検出器に向かって移動を行うが、その移動の開始に合わせて数値制御装置によりエアーとクーラントの供給路を開閉する電磁バルブを開いて前記ノズルからエアーまたはエアーとクーラントの吐出を開始する。制御軸の移動にともない、測定対象物が前記Ａ位置に到達する以前に、エアーまたはエアーとクーラント噴流が測定対象物と交差する。その後の制御軸の移動により測定対象物は、エアーまたはエアーとクーラントの噴流によって先端から徐々に洗浄されることとなる。この洗浄のタイミングは、前記ノズルを取り付ける仰角（測定対象物の移動経路よりも下方位置から上方へ傾く角度）で調整する事が可能である。この仰角は、クーラント噴流の中心軸が測定対象物と交差し、なおかつ非接触検出器に直接エアーまたはエアーとクーラント噴流が当たらない条件から、０〜９０°の角度となる。
【０００８】
次に、エアーとクーラント噴流の中心軸が測定対称物と十分交差し、測定対象物が前記Ａ位置に到達する以前に、数値制御装置により電磁バルブを閉じてエアーまたはエアーとクーラントの吐出を停止する。測定対象物は制御軸によって基準位置Ａまで、さらに移動させられ非接触式検出器に到達して測定値が求められる。この測定値が求められる時点では、エアーまたはエアーとクーラントによる洗浄が完了されているので、測定対象物に付着した切粉等が排除され、またエアーやクーラントの飛散による精度劣化が起こらない状態での計測が可能となる。このような動作により、測定のトータル時間を延ばさず、なおかつ検出器の性能を劣化させずに、効率よく測定対象物を洗浄する事ができる。
【０００９】
また、さらに、主軸に装着した接触式検出器の接触子に向かう方向に、主軸頭であって移動経路の上方位置にエアーノズルまたはエアーノズルとクーラントノズルを設置する。これによれば測定のサイクルの中で前記接触子は、制御軸によって非接触式検出器に向かって移動を行うが、その移動の開始に合わせて、数値制御装置により電磁バルブを開いて前記ノズルからエアーまたはエアーとクーラントの吐出を開始し、エアーまたはエアーとクーラント噴流の中心軸が前記非接触式検出器と交差する以前で、吐出を停止する。この間に、接触子に付着した切粉等が排除される。接触子は制御軸によって基準位置Ａまでさらに移動させられ非接触式検出器に到達して測定値が求められる。
【００１０】
その後、接触式検出器はワークテーブル上のワークの基準となるＣ位置を測定する動作を行う。その開始に合わせて、エアーまたはエアーとクーラントの吐出を開始し、接触子がワークの基準位置Ｃと交差する直前で吐出を停止する。
【００１１】
この間に、前記接触子とワークの基準位置Ｃの面に付着した切粉等が排除される。このような動作により、測定のトータル時間を延ばさず、効率よく測定対象物を洗浄する事ができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の計測補正方法が使用される工作機械としてのマシニングセンタ１を示している。マシニングセンタ１はベッド２とこのベッド２上に立設されたコラム３を備えている。コラム３の前面には左右に延びる上下２本のガイドレール４が取り付けられており。このガイドレール４に沿ってサドル５が左右（Ｘ軸）方向に移動可能に設けられている。さらに。このサドル５の前面には上下に延びる左右２本のガイドレール６が取り付けられており、このガイドレール６に沿ってガントリ７が上下（Ｙ軸）方向に移動可能に設けられている。ガントリ７には工具Ｔが装着される主軸８を回転可能に支持した主軸頭９が設けられている。
【００１３】
また、ベッド２には前後に延びる左右２本のガイドレール１０が取り付けられており、このガイドレール１０に沿ってワークテーブル１１が前後（Ｚ軸）方向に移動可能に設けられている。そして、図略の駆動機構により、サドル５がＸ軸方向へ、ガントリ７がＹ軸方向へ、ワークテーブル１１がＺ軸方向へそれぞれ移動することによって、主軸８に装着された工具Ｔによって、ワークテーブル１１上に載置されたワークが加工される。
【００１４】
ワークテーブル１１の主軸側の側面には非接触式の第１検出器としてのレーザ検出器２０が取り付けられている。図２に示すように、このレーザ検出器２０は、凹字上の基台２１の内側に対向して設けられたレーザ発振器２２とフォトダイオード等の受光器２３を備えており、レーザ発振器２２からのレーザ光Ｌを工具Ｔが遮ることによる受光器２３の受光量の変化から工具Ｔの先端の位置を検出することができる。
【００１５】
前記非接触式検出器の主軸に対向する側面にエアーノズル２４、または、エアーノズル２４とクーラントノズル２５が設置されている。図2には、両ノズルを設置した場合が示してある。これらのノズルは、レーザ光軸を含んむＸ−Ｚ軸平面に対して噴流の中心軸が仰角θになるように設置されており、これによって、工具ＴがＡ位置に移動される以前に、噴流の中心軸は工具Ｔと交差するようになっている。これらのノズルから吐出される、エアーやクーラントは、図略の電磁バルブの開閉で制御され、またその開閉はＮＣプログラムによって制御される。
【００１６】
また図３に示すように、主軸頭９の端面には、エアーノズル３２とクーラントノズル３３が設置されている。図３には、両ノズル３２、３３を設置した場合が示してあり、また主軸８に接触式検出器３０が装着された状態が示してある。これらのノズル３２、３３は、装着した前記接触式検出器の接触子３１に、その噴流の中心軸が交差するように調整されて設置してある。これらのノズルから吐出される、エアーやクーラントは、図略の電磁バルブの開閉で制御され、またその開閉はＮＣプログラムによって制御される。
【００１７】
なお、加工に際し、クーラントを使用しない工作機械ではエアーノズル３２のみを設置する構成としてもよい。
次に、図４から図６に示すフローチャートに基づいて、上記した構成における測定対象物の洗浄正方法について説明する。図４は測定のメインプログラムであり、図５と図６は、それぞれ非接触式検出器２０と接触検出器による測定サイクルのサブプログラムを示している。
【００１８】
まず、Ｓ１００において、ワーク基準位置の測定を実行するか否かを判断する。このサイクルは、ワークが変わらず、またＡ位置に設置された非接触検出器とワーク基準のＣ位置の相対位置関係が熱変位等の影響を受けない条件が成立する際には、予め測定した値を用いて２回目以降の測定を省略し、Ｓ１１２のステップが実行できる様に選択可能となっている。Ｓ１００の判断がＹＥＳの場合はＳ１０２に進み、ＮＯの場合はＳ１１２に進む。Ｓ１０２では、ＡＴＣ１３により接触式検出器３０が工具マガジン１２から主軸８へ移送されて装着される。続いて、Ｓ１０４にて後述する非接触式検出器２０による測定サイクルが開始される。このサイクルでの測定結果はＳ１０６で、接触子の基準位置Ａにおける誤差として記憶される。次に、Ｓ１０８にて後述する接触式検出器による測定サイクルが開始される。このサイクルでの測定結果はＳ１１０で、ワーク基準位置Ｃにおける誤差として記憶される。
【００１９】
Ｓ１１２では、ＡＴＣ１３により加工に用いられる工具Ｔが工具マガジン１２から主軸８へ移送されて装着される。続いて、Ｓ１１４にて後述する非接触式検出器２０による測定サイクルが開始される。このサイクルでの測定結果はＳ１１６で、工具刃先の基準位置Ａにおける誤差として記憶される。最後に、Ｓ１１８にて、前述した誤差から演算して得られた補正値を用いてワーク座標を補正し、測定サイクルを終了する。
【００２０】
次に、各サブプログラムの詳細について説明する。図５は図４のＳ１０４とＳ１１４でコールされる非接触検出器による測定サイクルを示すサブプログラムである。Ｓ１２０にて、非接触検出器２０を図略の防塵用のカバーからリトラクトさせ、測定可能な状態にスタンバイする。次にＳ１２２で、前記非接触式検出器の側面に設置したノズル２４と２５、主軸頭９の端面に設置したノズル３２と３３の電磁弁を開き、エアーとクーラントの吐出を開始する。Ｓ１２４では、主に主軸頭に装着されたノズル３２と３３からの噴流で、主軸に装着された接触式検出器の接触子が洗浄される。この洗浄は、Ｓ１２６でノズル３２と３３の電磁弁を閉めるまで継続される。次にＳ１２８では、主に非接触式検出器の側面に設置したノズル２４と２５からの噴流で、測定対象物が先端から徐々に洗浄されることになる。この洗浄は、Ｓ１３０でノズル２４と２５の電磁弁を閉めるまで継続される。両洗浄ノズルからの噴流が停止した状態で、Ｓ１３２からＳ１３４のステップを繰り返し検出座標を求める。検出器がＯＮすると、Ｓ１３６では、現在の機械座標を検出位置として記憶し、最後にＳ１３８で非接触検出器２０を図略の防塵用のカバーにリトラクトさせて収納し、測定サイクルを終了する。
【００２１】
図６は図４のＳ１０８でコールされる接触検出器による測定サイクルを示すサブプログラムである。Ｓ１４０にて、主軸頭９の端面に設置したノズル３２と３３の電磁弁を開き、エアーとクーラントの吐出を開始する。Ｓ１４２では、主軸頭に装着されたノズル３２と３３からの噴流で、主軸に装着された接触式検出器の接触子が洗浄されると同時に、アプローチ開始位置に近づくに従い、測定されるワーク基準面位置Ｃの洗浄が行われる。この洗浄は、Ｓ１４４でノズル３２と３３の電磁弁を閉めるまで継続される。洗浄ノズルからの噴流が停止した状態で、Ｓ１４６からＳ１４８のステップを繰り返し検出座標を求める。検出器がＯＮすると、Ｓ１５０では、現在の機械座標を検出位置として記憶し、測定サイクルを終了する。
【００２２】
図２、図３において、非接触式検出器の側面と、主軸頭９の端面に設置したエアーノズル３２とクーラントノズル３３を横に隣接して配置して図示しているが、それぞれのノズルから吐出される噴流の中心軸が、測定対象物及び非接触検出器の接触子に同様に交差すれば、その設置方法を、例えば縦方向に変更しても同じ効果が奏せられる。
【００２３】
図５、図６に示したフローチャートでは、非接触式検出器の側面と、主軸頭９の端面に設置したエアーノズル３２とクーラントノズル３３から吐出される噴流を制御するそれぞれの電磁ノズルの開閉を、同じタイミングで動作させる様に示しているが、エアーノズル３２側の電磁弁を閉じるタイミングを、クーラントノズル３３側の電磁弁を閉じるタイミングより遅らせれば、ノズルから吐出されるエアーの噴流により、クーラント付着による液膜も除去でき、さらに効果的な洗浄が行える。
【００２４】
なお、上記実施例では図に示すように、非接触式検出器２０に設置されたエアノズル２４およびクーラントノズル２５を、非接触検出器２０の前方に設置しているが、これに限られず、クーラントが高圧で非接触検出器２０への飛散がある場合等では、例えば図７に示すようにクーラントノズル２５を非接触検出器から離れた位置に設置してもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、非接触式検出器に、エアーノズルまたは、エアーノズルとクーラントノズルを設置することで、非接触式検出器による測定動作における制御軸の移動の途中で、測定対象物に付着した切粉等の汚れを排除できるので、測定時間を延ばすことなく、測定精度を向上させる効果が奏せられる。
【００２６】
また、主軸頭に、エアーノズルまたは、エアーノズルとクーラントノズルを設置することで、接触式検出器の測定動作における制御軸の移動の途中で、接触子と測定対象物に付着した切粉等の汚れを排除できるので、より影響度合いが少ないと考えた前記Ｃ位置の測定の際に巻き込まれる誤差をも排除できるといった付加的な効果が奏せられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わるマシニングセンタの全体図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる接触式検出器の図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わる非接触式検出器の図である。。
【図４】本発明の実施の形態に係わる測定サイクルのフローチャートである。
【図５】図４のフローチャートにおける非接触式検出器による測定サイクルのサブプログラムのフローチャートである。
【図６】図４のフローチャートにおける接触式検出器による測定サイクルのサブプログラムのフローチャートである。
【図７】他の実施の形態に係わる非接触式検出器の図である。
【符号の説明】
１１・・・ワークテーブル、Ｔ・・・工具、８・・・主軸、９・・・主軸頭（主軸サポート）、２０・・・非接触式検出器（第１検出器）、２４・・・エアーノズル（非接触式検出器に設置）、２５・・・クーラントノズル（非接触式検出器に設置）、３０・・・接触式検出器（第２検出器）、３１・・・接触子、３２・・・エアーノズル（主軸頭に設置）、３３・・・クーラントノズル（主軸頭に設置）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention obtains an error between an actual relative position and a relative position on a program for a tool attached to a spindle and a workpiece on the work table, and the spindle and the work table programmed for machining operation based on the error. The present invention relates to a tool measuring device for a machine tool that corrects the relative feed amount.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the error between the actual relative position and the relative position on the program is calculated for the tool mounted on the spindle and the workpiece on the work table, and based on this error, the difference between the spindle and the work table programmed for machining operation is obtained. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-105279 discloses a tool measuring device for a machine tool that corrects the relative feed amount.
[0003]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-105279 sets a reference A position along one control axis that moves the spindle and the work table relative to each other, installs a non-contact detector, and is a contact detector mounted on the spindle. Is contacted with the reference C position of the workpiece on the work table, the C position viewed from the A position is obtained, the first error, which is mainly the attachment error of the workpiece, is obtained, and the tool mounted on the spindle is obtained. After obtaining the second error, which is mainly a tool dimensional error when the tip is moved to the A position and the non-contact detector is turned on, the control of the spindle and the work table is performed when machining the workpiece. The configuration is described so that the relative feed amount along the axis is corrected by the first error and the second error.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the tool measuring apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-105279, in order to detect the position of the tool and the contact of the contact detector using a non-contact detector, the chips adhering to the measurement object As a result, the measurement error of several tens of micrometers may occur.
[0005]
In the contact type detector, the influence is reduced by the contact pressure at the time of detection, but as with the non-contact type detector, measurement errors occur due to dirt such as chips adhering to the contact surface or workpiece reference surface. End up.
As a means of solving the problem of removing chips adhering to the measurement object, a method of using a nozzle for discharging tool cooling air or coolant to the spindle head of the machine tool for cleaning can be considered. Coolant is adjusted to an angle that can cool various types of tools with different lengths and diameters attached to the spindle and discharged, so it is not always necessary to apply air coolant to the entire tool, and efficient cleaning Cannot be done.
[0006]
Further, when air or coolant attached to the spindle head is used, the cleaning of the tool is performed while the tool is moving, and the cleaning coolant or air is scattered in front of the tool. For this reason, when a tool is made to enter the non-contact type detector, the scattering of air and coolant falls on the non-contact type detector, and there is a problem that the measurement accuracy of the non-contact type detector is deteriorated.
[0007]
Therefore, the main object of the present invention is to enable the object to be measured to be cleaned efficiently without degrading the performance of the detector.
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, an air nozzle or an air nozzle and a coolant nozzle are installed in a non-contact detector disposed at a reference position A. Contacts of the contact-type detector and the measurement object and comprising a tool in the measurement cycle is to move toward the non-contact-type detector by the control shaft, air by the numerical control apparatus in accordance with the start of the movement Then, an electromagnetic valve for opening and closing the coolant supply path is opened , and discharge of air or air and coolant from the nozzle is started. With the movement of the control shaft, before the measurement object reaches the position A, the air or the air and the coolant jet intersect with the measurement object. Subsequent movement of the control shaft causes the object to be measured to be gradually washed from the tip by the jet of air or air and coolant. The timing of this cleaning can be adjusted by an elevation angle (an angle inclined upward from a position lower than the moving path of the measurement object) to which the nozzle is attached. This elevation angle is an angle of 0 to 90 ° from the condition that the center axis of the coolant jet intersects the object to be measured and the non-contact detector is not directly exposed to air or air and the coolant jet.
[0008]
Next, the central axis of the air and coolant jets sufficiently intersects with the object to be measured, and before the object to be measured reaches the position A, the numerical valve is closed to stop the discharge of air or air and coolant. To do. The measurement object is further moved to the reference position A by the control axis, reaches the non-contact type detector, and the measurement value is obtained. At the time when this measured value is required, cleaning with air or air and coolant has been completed, so that chips adhering to the measurement object are eliminated, and accuracy deterioration due to scattering of air or coolant does not occur. Can be measured. By such an operation, the measurement object can be efficiently cleaned without extending the total measurement time and without degrading the performance of the detector.
[0009]
Furthermore, an air nozzle or an air nozzle and a coolant nozzle are installed at a position on the spindle head and above the movement path in a direction toward the contact of the contact detector attached to the spindle. According to this, in the measurement cycle, the contact is moved toward the non-contact type detector by the control shaft, and at the start of the movement, the electromagnetic valve is opened by the numerical controller and the nozzle is opened. Then, the discharge of air or air and coolant is started, and the discharge is stopped before the central axis of the air or air and coolant jet intersects the non-contact detector. During this time, chips and the like adhering to the contact are removed. The contact is further moved to the reference position A by the control axis, reaches the non-contact detector, and a measured value is obtained.
[0010]
Thereafter, the contact-type detector performs an operation of measuring a C position which is a reference of the work on the work table. At the same time, the discharge of air or air and coolant is started, and the discharge is stopped immediately before the contact crosses the reference position C of the workpiece.
[0011]
During this time, chips and the like adhering to the surface of the contact and the reference position C of the workpiece are eliminated. By such an operation, the measurement object can be efficiently cleaned without extending the total measurement time.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a machining center 1 as a machine tool in which the measurement correction method of the present invention is used. The machining center 1 includes a bed 2 and a column 3 erected on the bed 2. Two guide rails 4 are attached to the front surface of the column 3 so as to extend left and right. A saddle 5 is provided along the guide rail 4 so as to be movable in the left-right (X-axis) direction. further. The left and right guide rails 6 extending vertically are attached to the front surface of the saddle 5, and a gantry 7 is provided along the guide rail 6 so as to be movable in the vertical (Y-axis) direction. The gantry 7 is provided with a spindle head 9 that rotatably supports a spindle 8 on which a tool T is mounted.
[0013]
In addition, two left and right guide rails 10 extending in the front-rear direction are attached to the bed 2, and a work table 11 is provided along the guide rail 10 so as to be movable in the front-rear (Z-axis) direction. The saddle 5 is moved in the X-axis direction, the gantry 7 is moved in the Y-axis direction, and the work table 11 is moved in the Z-axis direction by a drive mechanism (not shown). The workpiece placed on the table 11 is processed.
[0014]
A laser detector 20 as a non-contact type first detector is attached to the side surface of the work table 11 on the main shaft side. As shown in FIG. 2, the laser detector 20 includes a laser oscillator 22 and an optical receiver 23 such as a photodiode provided facing the inside of a concave base 21. The position of the tip of the tool T can be detected from the change in the amount of light received by the light receiver 23 due to the laser beam L being blocked by the tool T.
[0015]
An air nozzle 24 or an air nozzle 24 and a coolant nozzle 25 are installed on the side surface facing the main shaft of the non-contact detector. FIG. 2 shows a case where both nozzles are installed. These nozzles are installed such that the central axis of the jet is at an elevation angle θ with respect to the X-Z axis plane including the laser optical axis, so that before the tool T is moved to the A position, The central axis of the jet intersects with the tool T. Air and coolant discharged from these nozzles are controlled by opening / closing an electromagnetic valve (not shown), and opening / closing thereof is controlled by an NC program.
[0016]
As shown in FIG. 3, an air nozzle 32 and a coolant nozzle 33 are installed on the end surface of the spindle head 9. FIG. 3 shows a case where both nozzles 32 and 33 are installed, and a state in which the contact detector 30 is mounted on the main shaft 8. These nozzles 32 and 33 are adjusted and installed so that the central axis of the jet intersects the contact 31 of the attached contact detector. Air and coolant discharged from these nozzles are controlled by opening / closing an electromagnetic valve (not shown), and opening / closing thereof is controlled by an NC program.
[0017]
In addition, it is good also as a structure which installs only the air nozzle 32 in the machine tool which does not use a coolant in the case of a process.
Next, based on the flowcharts shown in FIG. 4 to FIG. 6, a method for cleaning the measurement object in the above-described configuration will be described. FIG. 4 shows the main program of measurement, and FIGS. 5 and 6 show subprograms of the measurement cycle by the non-contact detector 20 and the contact detector, respectively.
[0018]
First, in S100, it is determined whether or not to measure the workpiece reference position. This cycle was measured in advance when the workpiece did not change and the condition that the relative positional relationship between the non-contact detector installed at the position A and the workpiece reference C position was not affected by thermal displacement or the like was satisfied. The measurement can be selected so that the second and subsequent measurements can be omitted using the value and the step of S112 can be executed. If the determination in S100 is YES, the process proceeds to S102, and if the determination is NO, the process proceeds to S112. In S102, the contact detector 30 is transferred from the tool magazine 12 to the spindle 8 by the ATC 13 and mounted. Subsequently, a measurement cycle by the non-contact detector 20 described later is started in S104. The measurement result in this cycle is stored as an error at the reference position A of the contact in S106. Next, in S108, a measurement cycle using a contact detector described later is started. The measurement result in this cycle is stored as an error at the workpiece reference position C in S110.
[0019]
In S112, the tool T used for machining by the ATC 13 is transferred from the tool magazine 12 to the spindle 8 and mounted. Subsequently, in S114, a measurement cycle by the non-contact detector 20 described later is started. The measurement result in this cycle is stored as an error at the reference position A of the tool edge at S116. Finally, in S118, the work coordinate is corrected using the correction value obtained by calculating from the above-described error, and the measurement cycle is ended.
[0020]
Next, details of each subprogram will be described. FIG. 5 is a subprogram showing a measurement cycle by the non-contact detector called in S104 and S114 of FIG. In S120, the non-contact detector 20 is retracted from a dust-proof cover (not shown), and is placed in a measurable state. Next, in S122, the nozzles 24 and 25 installed on the side surface of the non-contact detector and the solenoid valves of the nozzles 32 and 33 installed on the end surface of the spindle head 9 are opened, and the discharge of air and coolant is started. In S124, the contact of the contact-type detector attached to the spindle is cleaned mainly by the jets from the nozzles 32 and 33 attached to the spindle head. This cleaning is continued until the solenoid valves of the nozzles 32 and 33 are closed in S126. Next, in S128, the measurement object is gradually washed from the tip by the jets from the nozzles 24 and 25 mainly installed on the side surface of the non-contact type detector. This cleaning is continued until the solenoid valves of the nozzles 24 and 25 are closed in S130. With the jets from both cleaning nozzles stopped, the detection coordinates are obtained by repeating the steps S132 to S134. When the detector is turned on, in S136, the current machine coordinates are stored as a detection position. Finally, in S138, the non-contact detector 20 is retracted and stored in a dustproof cover (not shown), and the measurement cycle is completed.
[0021]
FIG. 6 is a subprogram showing a measurement cycle by the touch detector called in S108 of FIG. In S140, the solenoid valves of the nozzles 32 and 33 installed on the end face of the spindle head 9 are opened, and the discharge of air and coolant is started. In S142, the contact of the contact detector attached to the spindle is cleaned by the jets from the nozzles 32 and 33 attached to the spindle head, and at the same time, the workpiece reference plane to be measured as it approaches the approach start position. Position C is cleaned. This cleaning is continued until the solenoid valves of the nozzles 32 and 33 are closed in S144. In a state where the jet flow from the cleaning nozzle is stopped, the detection coordinates are obtained by repeating the steps S146 to S148. When the detector is turned on, in S150, the current machine coordinates are stored as the detection position, and the measurement cycle is terminated.
[0022]
2 and 3, the air nozzle 32 and the coolant nozzle 33 installed on the side surface of the non-contact detector and the end surface of the spindle head 9 are shown adjacent to each other. If the central axis of the ejected jet intersects the object to be measured and the contact of the non-contact detector in the same manner, the same effect can be obtained even if the installation method is changed in the vertical direction, for example.
[0023]
In the flowcharts shown in FIGS. 5 and 6, the electromagnetic nozzles for controlling the jets discharged from the side surface of the non-contact detector and the air nozzle 32 and the coolant nozzle 33 installed on the end surface of the spindle head 9 are opened and closed. Although it is shown to operate at the same timing, if the timing of closing the solenoid valve on the air nozzle 32 side is delayed from the timing of closing the solenoid valve on the coolant nozzle 33 side, the jet of air discharged from the nozzle The liquid film due to the adhesion of coolant can also be removed, and more effective cleaning can be performed.
[0024]
In the above embodiment, as shown in the figure, the air nozzle 24 and the coolant nozzle 25 installed in the non-contact detector 20 are installed in front of the non-contact detector 20, but the present invention is not limited to this. For example, when the pressure is high and the non-contact detector 20 is scattered, the coolant nozzle 25 may be installed at a position away from the non-contact detector as shown in FIG.
[0025]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the air nozzle or the air nozzle and the coolant nozzle are installed in the non-contact detector, so that the control shaft is moved during the measurement operation by the non-contact detector. Thus, dirt such as chips adhering to the measurement object can be eliminated, so that the measurement accuracy can be improved without extending the measurement time.
[0026]
In addition, by installing an air nozzle or air nozzle and coolant nozzle at the spindle head, during the movement of the control shaft in the measurement operation of the contact detector, such as chips adhering to the contact and measurement object Since dirt can be eliminated, an additional effect is achieved in that errors involved in the measurement of the C position, which is considered to have less influence, can be eliminated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view of a machining center according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram of a contact detector according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram of a non-contact detector according to an embodiment of the present invention. .
FIG. 4 is a flowchart of a measurement cycle according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart of a sub-program of a measurement cycle by a non-contact detector in the flowchart of FIG.
FIG. 6 is a flowchart of a subprogram of a measurement cycle by the contact detector in the flowchart of FIG.
FIG. 7 is a diagram of a non-contact detector according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Work table, T ... Tool, 8 ... Spindle, 9 ... Spindle head (spindle support), 20 ... Non-contact type detector (first detector), 24 ... Air nozzle (installed in a non-contact type detector), 25 ... Coolant nozzle (installed in a non-contact type detector), 30 ... Contact type detector (second detector), 31 ... Contact, 32 ... Air nozzle (installed at the spindle head), 33 ... Coolant nozzle (installed at the spindle head)

Claims

工作物を取り付け固定するワークテーブルと工具を先端に装着可能な主軸を回転支持する主軸サポートとを数値制御装置により制御される１つの制御軸に沿って相対的に移動して前記工具により前記工作物を加工する工作機械において、非接触により工具先端位置を検出して前記工具の先端が前記制御軸上のＡ位置に到達する時にオンとなる非接触式の非接触式検出器を設置し、前記工具の先端が前記制御軸上のＡ位置に到達する経路上にエアーまたはクーラントを吐出するエアーノズルまたは、エアーノズルとクーラントノズルを設置し、
該クーラントノズルまたはエアーノズルに流体を供給する供給路中に設けられ、エアーまたはクーラントの供給開始や供給停止を行う電磁バルブを設置し、
前記数値制御装置は、前記工具が前記経路上の移動を開始するのに合わせて前記電磁バルブを開いてエアーやクーラントの供給を開始して該工具に付着した切屑等を除去するとともに、該工具の先端が少なくとも前記Ａ位置に到達する前に前記電磁バルブを閉じてエアーまたはクーラントの供給を停止させる制御部を有していることを特徴とする工作機械の工具測定装置。A work table for mounting and fixing a workpiece and a spindle support for rotating and supporting a spindle on which a tool can be mounted at the tip are relatively moved along one control axis controlled by a numerical control device, and the tool is used by the tool. In a machine tool for processing an object, a non-contact non-contact detector that is turned on when a tool tip position is detected by non-contact and the tip of the tool reaches position A on the control shaft is installed, An air nozzle that discharges air or coolant or an air nozzle and a coolant nozzle is installed on a path where the tip of the tool reaches the position A on the control axis,
An electromagnetic valve is provided in the supply path for supplying fluid to the coolant nozzle or air nozzle, and starts or stops supplying air or coolant,
The numerical controller opens the electromagnetic valve as the tool starts moving on the path, starts supplying air and coolant, and removes chips and the like attached to the tool. A tool measuring device for a machine tool , comprising: a control unit that closes the electromagnetic valve and stops the supply of air or coolant before at least the tip reaches the position A.

請求項１において、前記エアーノズルとクーラントノズルは、前記工具が移動する経路の上方位置及び下方位置に配され、該経路に対して該上方位置からは下に傾く角度で及び該下方位置からは上に傾く角度で噴出するように設置されていることを特徴とする工作機械の工具測定装置。2. The air nozzle and the coolant nozzle according to claim 1, wherein the air nozzle and the coolant nozzle are disposed at an upper position and a lower position of a path along which the tool moves , and are inclined at an angle inclined downward from the upper position with respect to the path. A tool measuring device for a machine tool, wherein the tool measuring device is installed so as to be ejected at an angle inclined upward .

工作物を取り付け固定するワークテーブルと工具を先端に装着可能な主軸を回転支持する主軸サポートとを数値制御装置により制御される１つの制御軸に沿って相対的に移動して前記工具により前記工作物を加工する工作機械において、
非接触により工具先端位置を検出して前記工具の先端が前記制御軸上のＡ位置に到達する時にオンとなる非接触式の非接触式検出器を設置し、
前記主軸に、前記工作物の位置を検出するための接触式検出器の接触子を装着し、
前記接触子先端に対して洗浄動作を行うエアーノズルまたは、エアーノズルとクーラントノズルを、前記非接触式検出器及び前記主軸頭に設置し、
該クーラントノズルまたはエアーノズルに流体を供給する供給路中に設けられ、エアーまたはクーラントの供給開始や供給停止を行う電磁バルブを設置し、
前記数値制御装置は、前記接触子が工作物基準面位置までの移動を開始するのに合わせて前記電磁バルブを開いてエアーやクーラントの供給を開始して該接触子に付着した切屑等を除去するとともに、該接触子の先端が少なくとも前記工作物基準面位置に到達する前に前記電磁バルブを閉じてエアーまたはクーラントの供給を停止させる制御部を有していることを特徴とする工作機械の工具測定装置。 A work table for mounting and fixing a workpiece and a spindle support for rotating and supporting a spindle on which a tool can be mounted at the tip are relatively moved along one control axis controlled by a numerical control device, and the tool is used by the tool. In machine tools that process things,
A non-contact non-contact detector that is turned on when the tool tip position is detected by non-contact and the tip of the tool reaches position A on the control axis is installed,
Said spindle, fitted with a contact of the contact-type detector for detecting the position of the workpiece,
An air nozzle that performs a cleaning operation on the contact tip, or an air nozzle and a coolant nozzle are installed on the non-contact detector and the spindle head ,
An electromagnetic valve is provided in the supply path for supplying fluid to the coolant nozzle or air nozzle, and starts or stops supplying air or coolant,
The numerical control device opens the electromagnetic valve as the contact starts moving to the workpiece reference surface position, starts supplying air and coolant, and removes chips and the like attached to the contact And a control unit that closes the electromagnetic valve and stops the supply of air or coolant before the tip of the contact reaches at least the workpiece reference plane position . Tool measuring device.