JP5919125B2 - Rotation holding device and rotation method in rotation holding device - Google Patents
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Description
本発明は、回転保持装置および回転保持装置における回転方法に関し、さらに詳細には、加工装置において被加工物を保持しながら回転することが可能な回転保持装置および回転保持装置における回転方法に関するものであり、特に、被加工物を一回転、即ち、３６０°回転すると当該被加工物が元の位置に戻るようにした回転保持装置および回転保持装置における回転方法に関する。 The present invention relates to a rotation holding device and a rotation method in the rotation holding device, and more particularly to a rotation holding device capable of rotating while holding a workpiece in the processing device and a rotation method in the rotation holding device. In particular, the present invention relates to a rotation holding device and a rotation method in the rotation holding device in which the workpiece returns to its original position when the workpiece is rotated once, that is, 360 °.
従来より、切削装置などの加工装置において、被加工物を保持しながら回転する回転保持装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a rotation holding device that rotates while holding a workpiece is known in a processing device such as a cutting device.
こうした回転保持装置は、被加工物を一回転、即ち、３６０°回転すると当該被加工物の位置が元に戻るものであり、図１に示すように、制御部２０６によりモーターなどの駆動部２０４の回転を制御することにより、被加工物を保持する保持部２０２が所定の軸線周りに回転される。 In such a rotation holding device, when the workpiece is rotated once, that is, by 360 °, the position of the workpiece returns to the original position, and as shown in FIG. By controlling the rotation, the holding portion 202 that holds the workpiece is rotated around a predetermined axis.
ここで、この回転保持装置２００において、例えば、直方体形状を備えた保持部２０２の上面２０２ａを上方側に向けて水平な状態とした後に、保持部２０２の上面２０２ａと対向する下面２０２ｂが上方側に向くように、制御部２０６の制御により保持部２０２を１８０°回転した場合には、下面２０２ｂは上方側を向いて水平な状態となるはずである。 Here, in the rotation holding device 200, for example, after the upper surface 202a of the holding portion 202 having a rectangular parallelepiped shape is set in a horizontal state toward the upper side, the lower surface 202b facing the upper surface 202a of the holding portion 202 is on the upper side. When the holding unit 202 is rotated by 180 ° under the control of the control unit 206, the lower surface 202b should face the upper side and be in a horizontal state.
しかしながら、実際には、保持部２０２の下面２０２ｂが上方側を向いたときには、駆動部２０４たるモーターなどの偏心、ギアの歪みなどにより、当該下面２０２ｂは水平な状態とはならないものであった。 However, in reality, when the lower surface 202b of the holding unit 202 faces upward, the lower surface 202b does not become horizontal due to eccentricity of the motor as the driving unit 204, distortion of the gear, and the like.
このため、保持部２０２を回転する場合には、こうした駆動部２０４の偏心などを考慮した補正値を予め算出し、当該補正値により制御部２０６から駆動部２０４へ出力される制御信号を補正するようにしていた。これにより、補正された制御信号に基づいて、駆動部２０４によって保持部２０２を回転するようになされていた。 For this reason, when the holding unit 202 is rotated, a correction value in consideration of such eccentricity of the drive unit 204 is calculated in advance, and the control signal output from the control unit 206 to the drive unit 204 is corrected by the correction value. It was like that. Thus, the holding unit 202 is rotated by the drive unit 204 based on the corrected control signal.
具体的には、まず、回転保持装置２００に設けられた検出部２０８により、保持部２０２の上面２０２ａを上方側に向けて水平な状態としたときの傾きを検出し、制御部２０６において検出した傾きから当該上面２０２ａを上方側に向けて完全な水平とするための補正値を算出する。 Specifically, first, the detection unit 208 provided in the rotation holding device 200 detects an inclination when the upper surface 202a of the holding unit 202 is in a horizontal state toward the upper side, and is detected by the control unit 206. From the inclination, a correction value is calculated for making the upper surface 202a upward and completely horizontal.
なお、この保持部２０２の上面２０２ａを上方側に向けて水平とするための補正値（以下、「保持部２０２の上面２０２ａを上方側に向けて水平とするための補正値」を「上面補正値」と称することとする。）とは、制御部２０６において駆動部２０４を制御する際に出力する制御信号を補正するための値である。また、本明細書中において「完全な水平」とは、駆動部２０４により制御することが可能な最も水平に近い状態のことである。 The correction value for leveling the upper surface 202a of the holding unit 202 upward (hereinafter referred to as “correction value for leveling the upper surface 202a of the holding unit 202 upward”) is referred to as “upper surface correction”. Is a value for correcting a control signal output when the control unit 206 controls the drive unit 204. Further, in this specification, “completely horizontal” means a state that is almost horizontal that can be controlled by the drive unit 204.
そして、この上面補正値を制御信号に加算あるいは減算して制御信号を補正することにより、保持部２０２の上面２０２ａを上方側に向けて水平な状態としたときに、駆動部２０４たるモーターの偏心などによらず、保持部２０２の上面２０２ａを上方側に向けて完全に水平な状態とすることができるものである。 Then, by adding or subtracting the upper surface correction value to the control signal to correct the control signal, when the upper surface 202a of the holding unit 202 is in a horizontal state toward the upper side, the eccentricity of the motor serving as the driving unit 204 is obtained. Regardless of the above, the upper surface 202a of the holding part 202 can be made to be completely horizontal with the upper side facing upward.
上面補正値を算出すると、次に、保持部２０２の上面２０２ａを上方側に向けて完全に水平とした状態から、保持部２０２を１８０°回転させて、保持部２０２の下面２０２ｂを上方側に向けて水平な状態としたときの傾きを検出する。 After calculating the upper surface correction value, the holding unit 202 is rotated 180 ° from the state where the upper surface 202a of the holding unit 202 is completely horizontal and directed upward, and the lower surface 202b of the holding unit 202 is moved upward. The inclination when it is in a horizontal state is detected.
そして、検出部２０６により保持部２０２の下面２０２ｂを上方側に向けて水平な状態としたときの傾きを検出し、制御部２０４において検出した傾きから、保持部２０２の下面２０２ｂを上方側に向けて水平な状態としたときの補正値を算出する。 The detection unit 206 detects an inclination when the lower surface 202b of the holding unit 202 is in a horizontal state facing upward, and the lower surface 202b of the holding unit 202 is directed upward from the inclination detected by the control unit 204. Then, the correction value is calculated when the state is horizontal.
なお、この保持部２０２の下面２０２ｂを上方側に向けて水平な状態とするための補正値（以下、「保持部２０２の下面２０２ｂを上方側に向けて水平とするための補正値」を「下面補正値」と称することとする。）とは、制御部２０６において駆動部２０４を制御する際に出力する制御信号を補正するための値である。 It should be noted that a correction value for making the lower surface 202b of the holding unit 202 horizontal with the upper side facing upward (hereinafter referred to as “correction value for making the lower surface 202b of the holding unit 202 horizontal with the upper side” “ The “lower surface correction value” is a value for correcting a control signal output when the control unit 206 controls the drive unit 204.
そして、この下面補正値を制御信号に加算あるいは減算して制御信号を補正することにより、保持部２０２の下面２０２ｂを上方側に向けて水平としたときに、駆動部２０４たるモーターの偏心などによらず、保持部２０４の下面を上方側に向けて水平な状態とすることができるものである。 Then, by adding or subtracting the lower surface correction value to the control signal to correct the control signal, when the lower surface 202b of the holding unit 202 is leveled upward, the motor 204 serving as the drive unit 204 becomes eccentric. Regardless, the lower surface of the holding portion 204 can be made horizontal with the upper side facing upward.
こうして上面補正値および下面補正値が算出し、保持部２０２の回転角度に応じて各補正値により制御信号を補正するようにしていた。 Thus, the upper surface correction value and the lower surface correction value are calculated, and the control signal is corrected by each correction value according to the rotation angle of the holding unit 202.
ここで、保持部２０２の回転角度として、保持部２０２の上面２０２ａを上方側に向けて水平な状態としたときを「０°」および「３６０°」とし、保持部２０２の下面２０２ｂを上方側に向けて水平な状態としたときを「１８０°」とする。 Here, the rotation angle of the holding unit 202 is “0 °” and “360 °” when the upper surface 202a of the holding unit 202 is in a horizontal state toward the upper side, and the lower surface 202b of the holding unit 202 is on the upper side. When it is in a horizontal state toward, it is defined as “180 °”.
このとき、保持部２０２の傾きが２７０°〜３６０°（図１（ｂ）の第４の領域である。）および０°〜９０°（図１（ｂ）の第１の領域である。）のときには、上面補正値により制御信号を補正する。また、保持部２０２の傾きが９０°〜１８０°（図１（ｂ）の第２の領域である。）および１８０°〜２７０°（図１（ｂ）の第３の領域である。）のときには、下面補正値により制御信号を補正する。 At this time, the inclination of the holding portion 202 is 270 ° to 360 ° (the fourth region in FIG. 1B) and 0 ° to 90 ° (the first region in FIG. 1B). In this case, the control signal is corrected by the upper surface correction value. In addition, the inclination of the holding portion 202 is 90 ° to 180 ° (the second region in FIG. 1B) and 180 ° to 270 ° (the third region in FIG. 1B). Sometimes, the control signal is corrected by the lower surface correction value.
このようにして、従来技術による回転保持装置２００においては、上面補正値と下面補正値との２つの補正値を利用して保持部２０２の回転角度を補正するようにしていた。
In this way, in the rotation holding device 200 according to the conventional technique, the rotation angle of the holding unit 202 is corrected using the two correction values of the upper surface correction value and the lower surface correction value.
即ち、従来の回転保持装置２００においては、保持部２０２の回転角度に応じた領域毎に２つの補正値のいずれかを割り当てるようにしているため、保持部２０２に被加工物を保持し、当該被加工物に対して、軸線周りの３６０°全方向から切削などの所定の加工を行う場合には、分割した領域の境界部分（つまり、保持部２０２の回転角度が９０°、２７０°の部分である。）において補正値が切り替わることとなる。 That is, in the conventional rotation holding device 200, one of the two correction values is assigned to each region corresponding to the rotation angle of the holding unit 202. Therefore, the workpiece is held in the holding unit 202, When a predetermined process such as cutting is performed on the workpiece from all directions of 360 ° around the axis, the boundary portion of the divided region (that is, the portion where the rotation angle of the holding portion 202 is 90 °, 270 °) )), The correction value is switched.
これにより、上面補正値と下面補正値との２つの補正値の差分によって、被加工物上に加工により形成されたラインに段差が生じてしまい、設計通りの成果物が取得することができないということが問題点として指摘されていた。
As a result, the difference between the two correction values of the upper surface correction value and the lower surface correction value causes a step in the line formed by machining on the workpiece, and the designed product cannot be obtained. It was pointed out as a problem.
なお、本願出願人が特許出願のときに知っている先行技術は、文献公知発明に係る発明ではないため、本願明細書に記載すべき先行技術文献情報はない。 Note that the prior art that the applicant of the present application knows at the time of filing a patent application is not an invention related to a known literature invention, and therefore there is no prior art document information to be described in the present specification.
本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、設計通りの成果物を取得することが可能な回転保持装置および回転保持装置における回転方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the various problems of the conventional techniques as described above, and an object of the present invention is to provide a rotation holding device and a rotation that can obtain a product as designed. An object of the present invention is to provide a rotation method in a holding device.
上記目的を達成するために、本発明における回転保持装置は、被加工物を保持する保持部が軸線周りに回転するとともに、一回転すると元の位置に戻るように回転する回転保持装置において、上記保持部の任意の面を水平としたときの上記任意の面における回転中心軸を挟んで等距離に位置する２点の高さ位置を検出する検出手段と、上記検出手段により検出した高さ位置から上記保持部の傾きを算出する傾き算出手段と、上記傾き算出手段により算出した傾きから、該傾きを解消して完全な水平とするための補正値たる水平補正値を算出するとともに、上記保持部の回転角度に応じた補正値たる角度補正値を直線補間により算出する補正値算出手段と、上記検出手段の駆動を制御するとともに、上記補正値算出手段により算出した補正値により上記保持部を回転するための駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段とを有し、上記傾き算出手段では、上記検出手段により検出した上記保持部の所定の面を上方側に向けて水平としたときの上記２点の高さ位置から、上記所定の面を上方側に向けて水平としたときの第１の傾きを算出するとともに、上記検出手段により検出した上記所定の面が上方側に向いて完全に水平な状態から上記保持部を１８０°回転して上記保持部の上記所定の面と対向する面を上方側に向けて水平としたときの上記２点の高さ位置から、上記所定の面と対向する面を上方側に向けて水平としたときの第２の傾きを算出し、上記補正値算出手段では、上記第１の傾きを解消する第１水平補正値を算出し、上記第２の傾きを解消する第２水平補正値を算出するとともに、最小角度補正値を「０」、最大角度補正値を上記第２水平補正値とし、該最小角度補正値と該最大角度補正値とを直線補間することによって、上記保持部の回転角度に応じて角度補正値を算出し、上記駆動制御手段では、上記保持部を回転する際には、上記補正値算出手段により算出した角度補正値を利用して上記駆動手段の駆動を制御するようにしたものである。 In order to achieve the above object, a rotation holding device according to the present invention is a rotation holding device in which a holding portion for holding a workpiece rotates around an axis and rotates so as to return to its original position after one rotation. A detecting means for detecting height positions of two points located equidistantly across the rotation center axis on the arbitrary surface when the arbitrary surface of the holding portion is horizontal; and a height position detected by the detecting means From the inclination calculation means for calculating the inclination of the holding unit from the inclination calculation means, and from the inclination calculated by the inclination calculation means, a horizontal correction value is calculated as a correction value for eliminating the inclination and making it completely horizontal. A correction value calculating means for calculating an angle correction value corresponding to the rotation angle of the unit by linear interpolation, and controlling the driving of the detecting means, and the correction value calculated by the correction value calculating means Drive control means for controlling the drive of the drive means for rotating the holding portion, and the inclination calculating means is configured so that a predetermined surface of the holding portion detected by the detecting means is directed upward and horizontally. And calculating the first inclination when the predetermined surface is horizontal with the predetermined surface facing upward, and the predetermined surface detected by the detecting means is on the upper side. From the height position of the two points when the holding portion is rotated 180 degrees from a completely horizontal state toward the upper side and the surface facing the predetermined surface of the holding portion is leveled upward. A second inclination is calculated when the surface facing the predetermined surface is horizontal with the surface facing upward, and the correction value calculation means calculates a first horizontal correction value that eliminates the first inclination. And calculating the second horizontal correction value for eliminating the second inclination. Furthermore, the minimum angle correction value is “0”, the maximum angle correction value is the second horizontal correction value, and the rotation angle of the holding unit is linearly interpolated between the minimum angle correction value and the maximum angle correction value. An angle correction value is calculated in accordance with the drive control unit, and the drive control unit controls driving of the drive unit using the angle correction value calculated by the correction value calculation unit when rotating the holding unit. It is a thing.
また、本発明における回転保持装置は、上記した発明において、上記補正値算出手段では、上記所定の面が上方側に向いて完全に水平な状態のときに上記保持部の回転角度が０°あるいは３６０°、上記所定の面が上方側に向いて完全に水平な状態から上記保持部を１８０°回転して上記所定の面と対向する面を上方側に向けて水平としたときの傾きを１８０°として、上記保持部の回転角度０°のときに角度補正値０、回転角度０°から１８０°では回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値が大きくなり、回転角度１８０°のときに最大角度補正値となる上記第２水平補正値となるようにするとともに、回転角度１８０°から３６０°では回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値が小さくなるようにし、回転角度３６０°のときに角度補正値０となるように直線補間を行うようにしたものである。 In the rotation holding device according to the present invention, in the above invention, in the correction value calculation means, the rotation angle of the holding unit is 0 ° or when the predetermined surface is in a completely horizontal state facing upward. The inclination when the holding unit is rotated 180 ° from the state where the predetermined surface faces upward and is completely horizontal is 180 ° and the surface facing the predetermined surface is horizontal upward is 180 °. The angle correction value is 0 when the rotation angle of the holding portion is 0 °, and the angle correction value increases linearly as the rotation angle increases from 0 ° to 180 °, and when the rotation angle is 180 °. The second horizontal correction value is the maximum angle correction value, and the angle correction value decreases linearly as the rotation angle increases at a rotation angle of 180 ° to 360 °. When In this case, linear interpolation is performed so that the angle correction value becomes zero.
また、本発明における回転保持装置における回転方法は、被加工物を保持する保持部が軸線周りに回転するとともに、一回転すると元の位置に戻るように回転する回転保持装置における回転方法において、上記保持部の所定の面を上方側に向けて水平としたときの第１の傾きを算出する第１の工程と、上記第１の傾きを解消して完全な水平とするための補正値たる第１水平補正値を算出する第２工程と、上記第１水平補正値を利用して上記所定の面を完全な水平とする第３の工程と、上記保持部の上記所定の面を完全に水平とした状態から上記保持部を１８０°回転して上記保持部の上記所定の面と対向する面を上方側に向けて水平としたときの第２の傾きを算出する第４の工程と、上記第２の傾きを解消して完全な水平とするための補正値たる第２水平補正値を算出する第５の工程と、上記第２水平補正値を、上記保持部の回転角度に応じた補正値たる角度補正値の最大値とするとともに、該角度補正値の最小値を「０」として、該角度補正値の最大値と最小値とを直線補間することによって、上記保持部の回転角度に応じて角度補正値を算出する第６の工程と、上記第６の工程で算出した角度補正値を利用して上記保持部の回転を制御する制御信号を補正して上記保持部の回転を制御する第７の工程とを上記回転保持装置が実行するようにしたものである。 Further, the rotation method in the rotation holding device according to the present invention is the rotation method in the rotation holding device in which the holding portion holding the workpiece rotates around the axis and rotates so as to return to the original position after one rotation. A first step of calculating a first inclination when the predetermined surface of the holding part is horizontal with the upper side facing upward, and a first correction value for eliminating the first inclination and making it completely horizontal A second step of calculating one horizontal correction value; a third step of making the predetermined surface completely horizontal using the first horizontal correction value; and the predetermined surface of the holding portion being completely horizontal A fourth step of calculating a second inclination when the holding unit is rotated 180 ° from the state and the surface facing the predetermined surface of the holding unit is made horizontal toward the upper side; and Correction value for eliminating the second tilt and making it completely horizontal A fifth step of calculating the second horizontal correction value, and the second horizontal correction value as a maximum value of the angle correction value as a correction value according to the rotation angle of the holding unit, A sixth step of calculating the angle correction value according to the rotation angle of the holding unit by linearly interpolating the maximum value and the minimum value of the angle correction value with the minimum value being “0”; The rotation holding device executes the seventh step of controlling the rotation of the holding unit by correcting the control signal for controlling the rotation of the holding unit using the angle correction value calculated in the step Is.
また、本発明における回転保持装置における回転方法は、上記した発明において、上記第６の工程では、上記所定の面が上方側に向いて完全に水平な状態のときに上記保持部の回転角度が０°あるいは３６０°、上記所定の面が上方側に向いて完全に水平な状態から上記保持部を１８０°回転して上記所定の面と対向する面を上方側に向けて水平としたときの傾きを１８０°とし、上記保持部の回転角度０°のときに角度補正値０、回転角度０°から１８０°では回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値が大きくなり、回転角度１８０°のときに最大角度補正値となる上記第２水平補正値となるようするとともに、回転角度１８０°から３６０°では回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値が小さくなるようにし、回転角度３６０°のときに角度補正値０となるように直線補間を行うようにしたものである。 Further, in the rotation method in the rotation holding device according to the present invention, in the above-described invention, in the sixth step, the rotation angle of the holding portion is set when the predetermined surface is in a completely horizontal state facing upward. When the holding unit is rotated 180 ° from the state where the predetermined surface is directed upward to 0 ° or 360 ° and is completely horizontal, and the surface facing the predetermined surface is directed upward to be horizontal. When the inclination is 180 ° and the rotation angle of the holding unit is 0 °, the angle correction value is 0. From the rotation angle of 0 ° to 180 °, the angle correction value increases linearly as the rotation angle increases, and the rotation angle is 180 °. The second horizontal correction value which is the maximum angle correction value at this time is set so that the angle correction value decreases linearly as the rotation angle increases at a rotation angle of 180 ° to 360 °. 0 ° is obtained to perform the linear interpolation so that the angle correction value 0 when the.
本発明は、以上説明したように構成されているので、設計通りの成果物を取得することができるという優れた効果を奏する。 Since the present invention is configured as described above, there is an excellent effect that a product as designed can be obtained.
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による回転保持装置の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。 Hereinafter, an example of an embodiment of a rotation holding device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
ここで、図２には、本発明による回転保持装置を備えた切削装置の概略構成説明図が示されている。 Here, FIG. 2 shows a schematic configuration explanatory diagram of a cutting device provided with the rotation holding device according to the present invention.
この回転保持装置１０を備えた切削装置１００は、筐体１０２内に設けられた加工空間１３０の上面１３０ａに設けられて被加工物を切削する切削部１０４と、加工空間１３０の右側面１３０ｂに設けられて被加工物を保持しながら回転することが可能な回転保持装置１０と、加工空間１３０の背面１３０ｄの下方側に設けられた集塵部１０６とを有して構成されている。 The cutting device 100 including the rotation holding device 10 is provided on the upper surface 130a of the machining space 130 provided in the housing 102 and cuts the workpiece, and the right side surface 130b of the machining space 130. The rotation holding device 10 is provided and can rotate while holding a workpiece, and the dust collecting unit 106 is provided below the back surface 130d of the processing space 130.
なお、加工空間１３０は、上面１３０ａ、右側面１３０ｂ、左側面１３０ｃ、背面１３０ｄ、底面１３０ｅおよび筐体１０２のカバー１０２ａにより閉空間となる。そして、切削装置１００においては、こうした加工空間１３０において被加工物の切削加工が行われる。 The processing space 130 is closed by the upper surface 130a, the right side surface 130b, the left side surface 130c, the back surface 130d, the bottom surface 130e, and the cover 102a of the housing 102. In the cutting apparatus 100, the workpiece is cut in the machining space 130.
また、こうした切削装置１００の全体の動作はマイクロコンピューター（図示せず。）によって制御される。 The overall operation of the cutting apparatus 100 is controlled by a microcomputer (not shown).
この切削装置１００は、例えば、人工歯を作製するための人工歯作製装置として用いられる。
This cutting device 100 is used as an artificial tooth production device for producing artificial teeth, for example.
より詳細には、切削部１０４は、加工空間１３０の上面１３０ａにおいて、ＸＹＺ直交座標系のＸ軸方向およびＺ軸方向に移動することが可能なキャリッジ（図示せず。）に固定的に配設されたスピンドル（図示せず。）を備え、このスピンドルに加工工具１０４ａが着脱可能に配設されている。 More specifically, the cutting unit 104 is fixedly disposed on a carriage (not shown) capable of moving in the X-axis direction and the Z-axis direction of the XYZ orthogonal coordinate system on the upper surface 130a of the processing space 130. A spindle (not shown) is provided, and a machining tool 104a is detachably disposed on the spindle.
また、集塵部１０６は、加工空間１３０の背面１３０ｄの下方側に設けられた開口部１３０ｄａを介して、別体に設けられた集塵装置（図示せず。）が接続されており、被加工物の切削加工により生じた粉塵を集塵するものである。
The dust collecting unit 106 is connected to a dust collecting device (not shown) provided separately via an opening 130 da provided on the lower side of the back surface 130 d of the processing space 130. It collects dust generated by cutting a workpiece.
回転保持装置１０は、被加工物を保持する治具１２と、治具１２をＸ軸周りに回転するモーター１４とを備えており、治具１２がＸ軸周りに一回転すると、回転後の治具１２は回転前の治具１２と同じ位置に戻るようになされている。 The rotation holding device 10 includes a jig 12 that holds a workpiece, and a motor 14 that rotates the jig 12 around the X axis. When the jig 12 rotates once around the X axis, The jig 12 returns to the same position as the jig 12 before rotation.
なお、図２、５などにおいては、理解を容易にするために治具１２（保持部２２）のみを記載しているが、こうした治具１２（保持部２２）は、従来より公知の技術により被加工物を保持するものである。 In FIGS. 2 and 5 and the like, only the jig 12 (holding portion 22) is shown for easy understanding, but such a jig 12 (holding portion 22) is obtained by a conventionally known technique. Holds the workpiece.
そして、治具１２とモーター１４とからなる保持部材１６は、移動機構（図示せず。）によりＸＹＺ直交座標系をＹ軸方向に移動するようになされている。 The holding member 16 including the jig 12 and the motor 14 is moved in the Y-axis direction in the XYZ orthogonal coordinate system by a moving mechanism (not shown).
従って、マイクロコンピューター（図示せず。）により、切削部１０４のスピンドル（図示せず。）は、キャリッジ（図示せず。）の移動に伴ってＸ軸方向およびＺ軸方向に移動する。また、被加工物は、保持部材１６の移動機構（図示せず。）の移動によりＹ軸方向に移動する。 Accordingly, the spindle (not shown) of the cutting unit 104 is moved in the X-axis direction and the Z-axis direction by the movement of the carriage (not shown) by the microcomputer (not shown). The workpiece is moved in the Y-axis direction by the movement of a moving mechanism (not shown) of the holding member 16.
これにより、切削部１０４の加工工具１０４ａと、保持部材１６の治具１２に保持された被加工物との相対的な位置関係は、ＸＹＺ軸方向の任意の方向で移動可能となっている。 Thereby, the relative positional relationship between the processing tool 104a of the cutting unit 104 and the workpiece held by the jig 12 of the holding member 16 can be moved in any direction in the XYZ axis directions.
そして、マイクロコンピューター（図示せず。）に予め入力された設計データに基づいて、当該マイクロコンピューターが切削部１０４、保持部材１６および移動機構（図示せず。）を制御して被加工物を切削することとなる。なお、この設計データとは、被加工物の切削後の形状を示すデータである。
Then, based on design data input in advance to a microcomputer (not shown), the microcomputer controls the cutting unit 104, the holding member 16, and a moving mechanism (not shown) to cut the workpiece. Will be. The design data is data indicating the shape of the workpiece after cutting.
次に、図３を参照しながら、本発明による回転保持装置１０について、詳細に説明することとする。図３は、本発明による回転保持装置１０の機能的構成を示すブロック構成説明図である。 Next, the rotation holding device 10 according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram illustrating the functional configuration of the rotation holding device 10 according to the present invention.
この回転保持装置１０は、被加工物を保持する保持部２２と、保持部２２を回転する駆動部２４と、保持部２２の高さ位置を検出する検出部２６と、傾き補正部２８−１と、補正値算出部２８−２と、駆動制御部２８−３とを備えた制御部２８とを有して構成されている。
The rotation holding device 10 includes a holding unit 22 that holds a workpiece, a driving unit 24 that rotates the holding unit 22, a detection unit 26 that detects the height position of the holding unit 22, and an inclination correction unit 28-1. And a control unit 28 including a correction value calculation unit 28-2 and a drive control unit 28-3.
こうした各構成は、図１に示す加工装置１００においては、保持部２２が治具１２に相当し、駆動部２４がモーター１４に相当し、検出部２６が切削部１０４に相当し、制御部２８がマイクロコンピューター（図示せず。）に相当する。なお、当該マイクロコンピューターは、制御部２８の機能を備えるものであって、制御部２８における機能以外の切削装置１００全体の動作も制御するものである。
In each processing apparatus 100 shown in FIG. 1, such a configuration is such that the holding unit 22 corresponds to the jig 12, the drive unit 24 corresponds to the motor 14, the detection unit 26 corresponds to the cutting unit 104, and the control unit 28. Corresponds to a microcomputer (not shown). Note that the microcomputer has the function of the control unit 28 and also controls the operation of the entire cutting apparatus 100 other than the function of the control unit 28.
保持部２２は、被加工物を固定的に保持するものであり、駆動部２４によってＸ軸周りに回転する。従って、被加工物が保持部２２に固定された状態では、当該被加工物は、駆動部によってＸ軸周りに回転することとなる。 The holding unit 22 holds the workpiece in a fixed manner, and is rotated around the X axis by the driving unit 24. Therefore, in a state where the workpiece is fixed to the holding unit 22, the workpiece is rotated around the X axis by the driving unit.
また、検出部２６は、制御部２８によりその駆動を制御され、保持部２２の任意の点の高さ位置、つまり、Ｚ軸座標を検出する。 The detection unit 26 is controlled by the control unit 28 to detect the height position of an arbitrary point on the holding unit 22, that is, the Z-axis coordinate.
こうした検出部２６により高さ位置を検出する際には、制御部２８の制御により、検出部２６に高さ位置を検出するための検出ヘッドが取り付けられることとなる。 When the height position is detected by such a detection unit 26, a detection head for detecting the height position is attached to the detection unit 26 under the control of the control unit 28.
制御部２８の傾き算出部２８−１は、検出部２６において検出したＺ軸座標に基づいて、保持部２２の傾きを算出するものである。 The inclination calculation unit 28-1 of the control unit 28 calculates the inclination of the holding unit 22 based on the Z-axis coordinates detected by the detection unit 26.
また、制御部２８の補正値算出部２８−２は、傾き算出部２８−１で算出した保持部２２の傾きから、保持部２２の所定の面が水平となるよう制御信号を補正する水平補正値を算出するものである。 The correction value calculation unit 28-2 of the control unit 28 corrects the control signal so that a predetermined surface of the holding unit 22 is horizontal from the inclination of the holding unit 22 calculated by the inclination calculation unit 28-1. The value is calculated.
さらに、補正値算出部２８−２は、ユーザー使用時に保持部２２の回転角度に応じて、保持部２２の回転角度を制御するための制御信号を補正するための角度補正値を算出するものである。 Further, the correction value calculation unit 28-2 calculates an angle correction value for correcting a control signal for controlling the rotation angle of the holding unit 22 according to the rotation angle of the holding unit 22 when the user is using the correction value calculation unit 28-2. is there.
制御部２８の駆動制御部２８−３は、予め入力された設計データから駆動部２４を制御する制御信号を生成し、生成した制御信号を駆動部２４に出力することにより、駆動部２４の駆動を制御して、保持部２２の回転角度を制御する。 The drive control unit 28-3 of the control unit 28 generates a control signal for controlling the drive unit 24 from design data inputted in advance, and outputs the generated control signal to the drive unit 24, thereby driving the drive unit 24. To control the rotation angle of the holding unit 22.
また、駆動制御部２８−３は、生成した制御信号を補正値算出部２８−２で算出した補正値により補正して、補正した制御信号を駆動部に出力することにより、駆動部２４の駆動を制御して、保持部２２の回転角度を制御する。 The drive control unit 28-3 corrects the generated control signal with the correction value calculated by the correction value calculation unit 28-2, and outputs the corrected control signal to the drive unit, thereby driving the drive unit 24. To control the rotation angle of the holding unit 22.
さらに、駆動制御部２８−３は、保持部２２の傾きを検出する際に、保持部２２の回転するための駆動部２４を制御する制御信号を生成するとともに、検出部２６を駆動制御する検出部制御信号を生成し、生成した検出部制御信号により検出部２６の駆動を制御するものである。
Furthermore, when the drive control unit 28-3 detects the inclination of the holding unit 22, the drive control unit 28-3 generates a control signal for controlling the driving unit 24 for rotating the holding unit 22 and detects the drive of the detection unit 26. The unit control signal is generated, and the driving of the detection unit 26 is controlled by the generated detection unit control signal.
ここで、傾き検出部２８−１は、検出部２６において取得された２点（保持部２２の回転中心軸Ｏを挟んでそれぞれ等距離にある任意の２点である。）のＺ軸座標に基づいて保持部２２の傾きを算出するものである。 Here, the inclination detection unit 28-1 uses the Z-axis coordinates of two points (any two points that are equidistant from each other with the rotation center axis O of the holding unit 22) acquired by the detection unit 26. Based on this, the inclination of the holding unit 22 is calculated.
具体的には、保持部２２の所定の面、例えば、上面２２ａを上方側に向けて水平な状態として、当該上面２２ａの傾きを検出する場合には、上面２２ａにおいて、回転中心軸Ｏを挟んでそれぞれ等距離にある点Ａ、点ＢのＺ軸座標を検出部２６により取得する（図５（ａ）（ｂ）を参照する。）。なお、点Ａ、点Ｂについては、予め作業者が決定しているものである。 Specifically, when the inclination of the upper surface 22a is detected with a predetermined surface of the holding unit 22, for example, the upper surface 22a being in a horizontal state facing upward, the rotation center axis O is sandwiched between the upper surfaces 22a. Then, the Z-axis coordinates of the points A and B that are equidistant from each other are acquired by the detection unit 26 (see FIGS. 5A and 5B). The points A and B are determined in advance by the operator.
そして、傾き算出部２８−１では、検出部２６が検出した点Ａ、点ＢのＺ軸座標値が、（点ＡのＺ軸座標値）＝（点ＢのＺ軸座標値）であれば、保持部２２は傾き「０」（つまり、水平である。）とする。また、（点ＡのＺ軸座標値）＞（点ＢのＺ軸座標値）および（点ＡのＺ軸座標値）＜（点ＢのＺ軸座標値）であれば当該２点間を結ぶ直線の傾きを保持部２２の傾きとして算出する。 And in the inclination calculation part 28-1, if the Z-axis coordinate value of the point A and the point B which the detection part 26 detected is (Z-axis coordinate value of the point A) = (Z-axis coordinate value of the point B). The holding unit 22 has an inclination “0” (that is, horizontal). If (Z-axis coordinate value of point A)> (Z-axis coordinate value of point B) and (Z-axis coordinate value of point A) <(Z-axis coordinate value of point B), the two points are connected. The inclination of the straight line is calculated as the inclination of the holding unit 22.
補正値算出部２８−２は、傾き算出部２８−１で算出した保持部２２の傾きに基づいて、当該傾きを解消して保持部２２の所定の面を完全な水平とするための水平補正値を算出する。なお、この水平補正値は、制御部２８において駆動部２４を制御する際に出力する制御信号を補正するための値である。 Based on the inclination of the holding unit 22 calculated by the inclination calculating unit 28-1, the correction value calculating unit 28-2 eliminates the inclination and makes a predetermined level of the holding unit 22 completely horizontal. Calculate the value. The horizontal correction value is a value for correcting a control signal output when the control unit 28 controls the drive unit 24.
なお、こうした水平補正値の算出方法は、従来より公知の技術を用いているので、その詳細な説明は省略する。 In addition, since the calculation method of such a horizontal correction value uses the conventionally well-known technique, the detailed description is abbreviate | omitted.
その後、保持部２２の回転角度に応じた角度補正値を算出するために、角度補正値の最大値と最小値とを直線補間して、保持部２２の回転角度に応じて角度補正値を算出するようにする。例えば、保持部２２の回転角度に基づく角度補正値を算出するための補正グラフを作成し（後述する。）、作成された補正グラフに基づいて保持部２２の回転角度に基づく角度補正値を取得する。 Thereafter, in order to calculate an angle correction value according to the rotation angle of the holding unit 22, the angle correction value is calculated according to the rotation angle of the holding unit 22 by linear interpolation between the maximum value and the minimum value of the angle correction value. To do. For example, a correction graph for calculating an angle correction value based on the rotation angle of the holding unit 22 is created (described later), and an angle correction value based on the rotation angle of the holding unit 22 is acquired based on the created correction graph. To do.
なお、こうした角度補正値の算出方法についても、従来より公知の技術を用いているので、その詳細な説明は省略することとする。
In addition, since a known technique has been used for such an angle correction value calculation method, a detailed description thereof will be omitted.
駆動制御部２８−３は、設計データに基づいて、駆動部を制御するための制御信号を生成するとともに、生成した制御信号により駆動部２４を制御するとともに、補正値算出部２８−２で算出した補正値により補正した制御信号により駆動部２４を制御する。 The drive control unit 28-3 generates a control signal for controlling the drive unit based on the design data, controls the drive unit 24 by the generated control signal, and calculates the correction value calculation unit 28-2. The drive unit 24 is controlled by the control signal corrected by the corrected value.
また、駆動制御部２８−３は、保持部２２の傾きを検出するために検出部２２の駆動を制御する。この際、駆動制御部２８−３は、保持部２２の所定の面を水平な状態とするように駆動部２４の駆動を制御する。 The drive control unit 28-3 controls the driving of the detection unit 22 in order to detect the inclination of the holding unit 22. At this time, the drive control unit 28-3 controls the drive of the drive unit 24 so that the predetermined surface of the holding unit 22 is in a horizontal state.
具体的には、傾きを検出する際には、検出部２６（切削部１０４に相当する。）に取り付けられた切削工具を、傾きを検出するための検出ヘッドに交換する。また、予め決定された２点（つまり、保持部２２の回転中心軸Ｏを挟んで等距離にある２点のことである。）において高さ検出するよう制御する。
Specifically, when detecting the tilt, the cutting tool attached to the detection unit 26 (corresponding to the cutting unit 104) is replaced with a detection head for detecting the tilt. In addition, control is performed so that the height is detected at two points determined in advance (that is, two points that are equidistant with respect to the rotation center axis O of the holding unit 22).
以上の構成において、本発明による回転保持装置１０が備えられた切削装置１００により被加工物を切削する場合について説明する。 The case where a workpiece is cut by the cutting device 100 provided with the rotation holding device 10 according to the present invention in the above configuration will be described.
この切削装置１００による切削処理においては、所定のタイミングで補正値取得処理を行って、回転保持装置１０における治具１２（保持具２２）の回転を制御するための制御信号を補正するための角度補正値を取得可能な状態とする。そして、補正値取得処理で取得された角度補正値によって当該制御信号を補正しながら被加工物に対して加工工具１０４ａにより切削処理を行うものである。 In the cutting process by the cutting apparatus 100, an angle for correcting a control signal for controlling the rotation of the jig 12 (holding tool 22) in the rotation holding apparatus 10 by performing a correction value acquisition process at a predetermined timing. A correction value can be acquired. Then, the processing tool 104a performs the cutting process on the workpiece while correcting the control signal with the angle correction value acquired in the correction value acquisition process.
なお、切削処理については、従来より公知の技術により実行されるので、本実施の形態においては、補正値取得処理について詳細に説明することとする。
Since the cutting process is executed by a conventionally known technique, the correction value acquisition process will be described in detail in the present embodiment.
ここで、図４には、補正値取得処理の詳細な処理内容が示されたフローチャートが示されている。 Here, FIG. 4 shows a flowchart showing detailed processing contents of the correction value acquisition processing.
この補正値取得処理は、所定のタイミング（例えば、工場出荷時、装置の設置時、部品交換時、顕著な温度変化があったときなどである。）で、切削装置１００に設けられた操作子（図示せず。）を介して作業者が補正値取得処理の開始を指示する。 The correction value acquisition processing is performed at a predetermined timing (for example, when shipped from the factory, when the apparatus is installed, when parts are replaced, when there is a significant temperature change, etc.). The operator instructs the start of the correction value acquisition process via (not shown).
また、この補正値取得処理では、ユーザー使用時の保持部２２の回転角度に応じた補正値たる角度補正値を取得するものである。 Further, in this correction value acquisition process, an angle correction value that is a correction value corresponding to the rotation angle of the holding unit 22 when used by the user is acquired.
操作子（図示せず。）から補正値取得処理の開始がマイクロコンピューター（図示せず。）に入力されると、まず、駆動制御部２８−３により駆動部２４を制御して保持部２２の上面２２ａを上方側に向けて水平とする（ステップＳ４０２）。 When the start of the correction value acquisition process is input from a manipulator (not shown) to a microcomputer (not shown), first, the drive control unit 28-3 controls the drive unit 24 to control the holding unit 22. The upper surface 22a is leveled upward (step S402).
次に、検出部２６に検出ヘッドを取り付ける（ステップＳ４０４）。 Next, a detection head is attached to the detection unit 26 (step S404).
ステップＳ４０４の処理は、検出部２６に相当する切削部１０４において、モーター１４の側面に配設されたツール保持部３２（図５（ａ）（ｃ）を参照する。）に取り付けられた検出ヘッド３４をスピンドル（図示せず。）に取り付ける。 In the process of step S404, in the cutting unit 104 corresponding to the detection unit 26, the detection head attached to the tool holding unit 32 (see FIGS. 5A and 5C) disposed on the side surface of the motor 14. 34 is attached to a spindle (not shown).
なお、切削部１０４において、スピンドル（図示せず。）に既に加工工具１０４ａが取り付けられている場合には、ツール保持部３２に加工工具１０４ａを保持させ、当該スピンドルに検出ヘッド３４を取り付けるようにする。 In the cutting unit 104, when the machining tool 104a is already attached to the spindle (not shown), the tool holding unit 32 holds the machining tool 104a, and the detection head 34 is attached to the spindle. To do.
検出部２６に検出ヘッド３４が取り付けられると、保持部２２の上面２２ａにおいて、予め記憶された点Ａ、点Ｂ、つまり、保持部２２の回転中心軸Ｏを挟んで等距離にある２点の高さ位置を検出する（ステップＳ４０６）。 When the detection head 34 is attached to the detection unit 26, two points A and B stored in advance on the upper surface 22 a of the holding unit 22, that is, two points that are equidistant from each other with the rotation center axis O of the holding unit 22 interposed therebetween. The height position is detected (step S406).
即ち、ステップＳ４０６の処理では、保持部２２の回転中心軸Ｏを挟んで等距離にある２点のうちの一方の点である点Ａに、検出部２６に取り付けられた検出ヘッド３４を当接させて点ＡにおけるＺ軸座標を取得する。さらに、保持部２２の回転中心軸Ｏを挟んで等距離にある２点のうちの他方の点である点Ｂに検出部２６に取り付けられた検出ヘッド３４を当接させて点ＢにおけるＺ軸座標を取得する（図５（ａ）（ｂ）を参照する。）。 That is, in the process of step S406, the detection head 34 attached to the detection unit 26 is brought into contact with a point A that is one of two points that are equidistant from the rotation center axis O of the holding unit 22. Thus, the Z-axis coordinate at the point A is acquired. Further, the detection head 34 attached to the detection unit 26 is brought into contact with the point B that is the other of the two points that are equidistant across the rotation center axis O of the holding unit 22, and the Z axis at the point B The coordinates are acquired (refer to FIGS. 5A and 5B).
その後、Ｚ軸座標を取得した２点から、保持部２２の上面２２ａを上方側に向けて水平としたときの傾きを算出する（ステップＳ４０８）。 After that, the inclination when the upper surface 22a of the holding unit 22 is leveled upward is calculated from the two points where the Z-axis coordinates are acquired (step S408).
ステップＳ４０８の処理では、取得した２点のＺ軸座標を通る直線の傾きを、保持部２２の上面２２ａを上方側に向けて水平としたときの傾きとして算出するものである。 In the process of step S408, the inclination of the straight line passing through the two acquired Z-axis coordinates is calculated as the inclination when the upper surface 22a of the holding unit 22 is horizontal and directed upward.
ステップＳ４０８の処理で算出した傾きから、当該傾きを「０」とする、つまり、上面２２ａを上方側に向けた状態で完全な水平とするための補正値たる水平補正値Ｔ１を算出する（ステップＳ４１０）。 From the inclination calculated in the process of step S408, a horizontal correction value T1, which is a correction value for setting the inclination to “0”, that is, to make it completely horizontal with the upper surface 22a facing upward (step S408) is calculated. S410).
そして、ステップＳ４１０の処理で取得した水平補正値Ｔ１に基づいて、保持部２２の上面２２ａを上方側に向けた状態で完全な水平とする（ステップＳ４１２）。 Then, based on the horizontal correction value T1 acquired in the process of step S410, the upper surface 22a of the holding unit 22 is set to be completely horizontal with the upper side facing upward (step S412).
即ち、ステップＳ４１２の処理では、ステップＳ４１０の処理で取得した水平補正値Ｔ１により、駆動制御部２８−３で生成された、保持部２２の上面２２ａを上方側に向けて水平とする制御信号を補正し、当該補正した制御信号により駆動部２４を制御して保持部２２の上面２２ａを上方側に向けた状態で完全な水平となるようにする。なお、このとき、保持部２２の回転角度を原点位置として設定し、角度補正値を「０」と設定する。 That is, in the process of step S412, a control signal for leveling the upper surface 22a of the holding unit 22 upward is generated by the drive control unit 28-3 based on the horizontal correction value T1 acquired in the process of step S410. Then, the drive unit 24 is controlled by the corrected control signal so that the upper surface 22a of the holding unit 22 faces the upper side and becomes completely horizontal. At this time, the rotation angle of the holding unit 22 is set as the origin position, and the angle correction value is set to “0”.
次に、保持部２２の上面２２ａが完全な水平となった状態から、駆動部２４により保持部２２を１８０°回転して、保持部２２の下面２２ｂを上方側に向けるようにする（ステップＳ４１４）。 Next, from the state in which the upper surface 22a of the holding unit 22 is completely horizontal, the driving unit 24 rotates the holding unit 22 by 180 degrees so that the lower surface 22b of the holding unit 22 faces upward (step S414). ).
なお、このときには、保持部２２の上面２２ａが完全な水平となった状態から１８０°回転するものであるから、保持部２２の下面２２ｂもまた完全な水平となっているはずであるが、駆動部２４の偏心などにより当該下面２２ｂは完全な水平となっていない。 At this time, since the upper surface 22a of the holding portion 22 is rotated by 180 ° from the state where it is completely horizontal, the lower surface 22b of the holding portion 22 should also be completely horizontal. The lower surface 22b is not completely horizontal due to the eccentricity of the portion 24 or the like.
その後、上方側に向けられた保持部２２の下面２２ｂにおいて、駆動制御部２８−３により、予め記憶された２点、つまり、保持部２２の回転中心軸Ｏを挟んで等距離にある２点の高さ位置を検出する（ステップＳ４１６）。 Thereafter, on the lower surface 22b of the holding portion 22 facing upward, the drive control portion 28-3 stores two points that are stored in advance, that is, two points that are equidistant across the rotation center axis O of the holding portion 22. Is detected (step S416).
即ち、ステップＳ４１６の処理では、保持部２２の回転中心軸Ｏを挟んで等距離になる２点のうちの一方の点である点Ｃに、検出部２６に取り付けられた検出ヘッド３４を当接させて点ＣにおけるＺ軸座標を取得する。さらに、保持部２２の回転中心軸Ｏを挟んで等距離にある２点のうちの他方の点である点Ｄに、検出部２６に取り付けられた検出ヘッド３４を当接させて点ＤにおけるＺ軸座標を取得する（図５（ｃ）（ｄ）を参照する。）。 That is, in the process of step S416, the detection head 34 attached to the detection unit 26 is brought into contact with the point C which is one of the two points that are equidistant with the rotation center axis O of the holding unit 22 interposed therebetween. Thus, the Z-axis coordinate at the point C is acquired. Further, the detection head 34 attached to the detection unit 26 is brought into contact with the point D, which is the other of the two points that are equidistant from the rotation center axis O of the holding unit 22, and the Z at the point D is reached. Axial coordinates are acquired (see FIGS. 5C and 5D).
こうしてＺ軸座標を取得した２点から、保持部２２の上面２２ａが完全な水平となった状態から１８０°回転して、保持部２２の下面２２ｂを上方側に向けて水平としたときの傾きを算出する（ステップＳ４１８）。 The tilt when the bottom surface 22b of the holding unit 22 is turned upward from the two points where the Z-axis coordinates are acquired in this manner by rotating 180 ° from the state where the upper surface 22a of the holding unit 22 is completely horizontal. Is calculated (step S418).
ステップＳ４１８の処理では、取得した２点のＺ軸座標を通る直線の傾きを、上面２２ａが完全な水平となった状態から保持部２２を１８０°回転して下面２２ｂを上方側に向けて水平としたときの傾きとして算出するものである。 In the process of step S418, the inclination of the straight line passing through the two acquired Z-axis coordinates is rotated horizontally by rotating the holding unit 22 by 180 ° from the state where the upper surface 22a is completely horizontal, and the lower surface 22b is directed upward. The slope is calculated as
ステップＳ４１８の処理で算出した傾きから、当該傾きを「０」とする、つまり、下面２２ｂの完全な水平とするための水平補正値Ｔ２を取得する。（ステップＳ４２０）。 From the inclination calculated in the process of step S418, a horizontal correction value T2 is acquired for setting the inclination to “0”, that is, for making the bottom surface 22b completely horizontal. (Step S420).
そして、ステップＳ４２０の処理で取得した水平補正値Ｔ２から、保持部２２の回転角度に応じた角度補正値を算出するための補正グラフを取得する（ステップＳ４２２）。 And the correction graph for calculating the angle correction value according to the rotation angle of the holding | maintenance part 22 is acquired from the horizontal correction value T2 acquired by the process of step S420 (step S422).
即ち、このステップＳ４２２の処理では、まず、保持部２２の上面２２ａが上方側を向いて完全な水平となった状態を、回転角度「０°」あるいは「３６０°」とし、この状態から保持部２２を１８０°回転して保持部２２の下面２２ｂが上方側を向いた状態を、回転角度「１８０°」とする。 That is, in the process of step S422, first, the state in which the upper surface 22a of the holding unit 22 faces the upper side and becomes completely horizontal is set to the rotation angle “0 °” or “360 °”. A state where the lower surface 22b of the holding portion 22 is turned upward by rotating 180 through 22 ° is defined as a rotation angle “180 °”.
すると、ステップＳ４１２の処理において保持部２２の上面２２ａが上方側を向いて完全な水平となった状態のときの角度補正値を「０」と設定しているため、回転角度「０°」あるいは「３６０°」のときの角度補正値は「０」となる。 Then, since the angle correction value is set to “0” when the upper surface 22a of the holding portion 22 faces upward and is completely horizontal in the process of step S412, the rotation angle “0 °” or The angle correction value at “360 °” is “0”.
そして、回転角度「１８０°」のときに角度補正値をステップＳ４２０で取得した水平補正値Ｔ２とし、この水平補正値Ｔ２を最大角度補正値として補正グラフを作成する（図６を参照する。） Then, when the rotation angle is “180 °”, the angle correction value is set to the horizontal correction value T2 acquired in step S420, and a correction graph is created using the horizontal correction value T2 as the maximum angle correction value (see FIG. 6).
つまり、回転角度０°のときに角度補正値「０」として、回転角度０°〜１８０°の領域において回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値も大きくなるようにし、回転角度「１８０°」のときに最大角度補正値となる水平補正値Ｔ２となるように設定する。また、回転角度１８０°〜３６０°の領域においては、回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値が小さくなるようにし、回転角度３６０°のときに最小角度補正値となる角度補正値「０」となるように設定する。 That is, when the rotation angle is 0 °, the angle correction value “0” is set so that the angle correction value increases linearly as the rotation angle increases in the region of the rotation angle 0 ° to 180 °. "Is set so that the horizontal correction value T2 is the maximum angle correction value. In the region of the rotation angle of 180 ° to 360 °, the angle correction value linearly decreases as the rotation angle increases, and the angle correction value “0” that becomes the minimum angle correction value when the rotation angle is 360 °. ”Is set.
この補正グラフから保持部２２の回転角度に基づいて角度補正値を算出し、算出した角度補正値に基づいて制御信号が補正されることとなる。なお、補正方法としては、例えば、補正した補正値を制御信号に加算して補正されることとなる。 An angle correction value is calculated based on the rotation angle of the holding unit 22 from the correction graph, and the control signal is corrected based on the calculated angle correction value. As a correction method, for example, correction is performed by adding a corrected correction value to the control signal.
そして、ステップＳ４２２の処理により補正グラフが作成されると、補正値取得処理を終了する。
Then, when the correction graph is created by the process of step S422, the correction value acquisition process is terminated.
こうして補正値取得処理が終了した後に、作業者が操作子（図示せず。）を介して加工を開始する指示を行うと、回転保持装置１０においては、制御部２８により、まず、検出部２６の検出センサ３４をツール保持部３２に保持させ、当該ツール保持部３２に保持されている加工工具１０４ａを検出部２６、つまり、切削部１０４に取り付ける。 After the correction value acquisition process is completed in this way, when an operator gives an instruction to start processing via an operator (not shown), in the rotation holding device 10, the control unit 28 firstly detects the detection unit 26. The detection sensor 34 is held by the tool holding unit 32, and the machining tool 104 a held by the tool holding unit 32 is attached to the detection unit 26, that is, the cutting unit 104.
その後、駆動制御部２８−３において、予め入力された設計データに基づいて駆動部２４を制御するための制御信号が作成される。さらに、補正値算出部２８−２において、補正値取得処理により作成された補正グラフに基づいて、当該制御信号に対応する回転角度から角度補正値を取得する。そして、起動制御部２８−３において、取得した角度補正値により当該制御信号を補正して駆動部２４を制御して、保持部２２を回転することなる。 Thereafter, in the drive control unit 28-3, a control signal for controlling the drive unit 24 is created based on design data inputted in advance. Furthermore, the correction value calculation unit 28-2 acquires an angle correction value from the rotation angle corresponding to the control signal, based on the correction graph created by the correction value acquisition process. And in the starting control part 28-3, the said control signal is correct | amended with the acquired angle correction value, the drive part 24 is controlled, and the holding | maintenance part 22 is rotated.
同時に、切削装置１００においては、マイクロコンピューター（図示せず。）の制御により切削部１０４を制御して保持部２２に保持した被加工物を切削するようにする。
At the same time, in the cutting apparatus 100, the workpiece held by the holding unit 22 is cut by controlling the cutting unit 104 under the control of a microcomputer (not shown).
以上において説明したように、本発明による回転保持装置１０は、保持部２２の上面２２ａを上方側に向けて水平な状態としたときの水平補正値Ｔ１を算出して、算出した水平補正値Ｔ１により当該上面２２ａを上方側に向けた状態で完全な水平とした。そして、上面２２ａを上方側に向けて完全な水平とした状態から、保持部２２を１８０°回転して、保持部２２の下面２２ｂを上方側に向けて水平な状態としたときの水平補正値Ｔ２を算出した。 As described above, the rotation holding device 10 according to the present invention calculates the horizontal correction value T1 when the upper surface 22a of the holding unit 22 is in the horizontal state and faces the upper side, and calculates the calculated horizontal correction value T1. Thus, the top surface 22a was made completely horizontal with the upper surface facing upward. Then, the horizontal correction value when the holding unit 22 is rotated by 180 ° from the state where the upper surface 22a is directed upward and the lower surface 22b of the holding unit 22 is directed upward is set horizontal. T2 was calculated.
次に、上面２２ａが上方側に向いて完全な水平となっている状態を回転角度「０°」または「３６０°」とし、上面２２ａが上方側を向いて完全な水平となっている状態から１８０°回転して、下面２２ｂが上方側を向いている状態を回転角度「１８０°」とする。 Next, a state in which the upper surface 22a faces upward and is completely horizontal is defined as a rotation angle “0 °” or “360 °”, and the upper surface 22a faces upward and is completely horizontal. A state in which the lower surface 22b is rotated upward by 180 ° and turned upward is defined as a rotation angle “180 °”.
このとき、回転角度０°のときの角度補正値「０」とし、回転角度０°〜１８０°では回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値も大きくなるようにし、回転角度「１８０°」のときに最大角度補正値となる水平補正値Ｔ２となるように設定する。また、回転角度１８０°〜３６０°の領域においては、回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値が小さくなるようにし、回転角度３６０°のときに最小角度補正値となる角度補正値「０」となるように設定する。 At this time, the angle correction value is “0” when the rotation angle is 0 °, and the angle correction value increases linearly as the rotation angle increases at the rotation angle of 0 ° to 180 °. The rotation angle is “180 °”. In this case, the horizontal correction value T2 that is the maximum angle correction value is set. In the region of the rotation angle of 180 ° to 360 °, the angle correction value linearly decreases as the rotation angle increases, and the angle correction value “0” that becomes the minimum angle correction value when the rotation angle is 360 °. ”Is set.
このようにして保持部２２の回転角度と角度補正値との関係を示す補正グラフを作成して、保持部２２の回転角度に応じて角度補正値を算出することができるようになる。 In this way, a correction graph showing the relationship between the rotation angle of the holding unit 22 and the angle correction value can be created, and the angle correction value can be calculated according to the rotation angle of the holding unit 22.
これにより、本発明による回転保持装置１０では、角度補正値を無段階（詳細には、駆動部２４により可能な最小の回転分解能まで多段階）で取得することができるようになる。 As a result, the rotation holding device 10 according to the present invention can acquire the angle correction value in a stepless manner (specifically, in multiple steps up to the minimum rotation resolution possible by the drive unit 24).
このため、本発明による回転保持装置１０においては、保持部２２に保持する被加工物において、加工により形成されたラインの段差が生じるような不具合がなくなり、設計通りの成果物を取得することができるようになる。
For this reason, in the rotation holding device 10 according to the present invention, the work piece held by the holding portion 22 is free from defects such as a step of a line formed by processing, and a product as designed can be obtained. become able to.
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（４）に示すように変形するようにしてもよい。 The embodiment described above may be modified as shown in the following (1) to (4).
（１）上記した実施の形態においては、本発明による回転保持装置１０を備えた加工装置として切削装置を例に挙げて説明したが、これに限られるものではないことは勿論であり、打刻装置など各種の加工装置に対して本発明による回転保持装置１０を設けるようにしてもよい。 (1) In the above-described embodiment, the cutting apparatus has been described as an example of the processing apparatus provided with the rotation holding device 10 according to the present invention. However, the present invention is not limited to this, and stamping is possible. You may make it provide the rotation holding | maintenance apparatus 10 by this invention with respect to various processing apparatuses, such as an apparatus.
（２）上記した実施の形態においては、補正グラフから保持部２２の回転角度に応じた角度補正値を算出するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、補正グラフから保持部２２の回転角度から角度補正値を算出する補正式を取得し、当該補正式により保持部２２の回転角度に応じて角度補正値を算出するようにしてもよい。 (2) In the above-described embodiment, the angle correction value corresponding to the rotation angle of the holding unit 22 is calculated from the correction graph. However, the present invention is not limited to this. A correction formula for calculating an angle correction value from the rotation angle of the holding unit 22 may be acquired, and the angle correction value may be calculated according to the rotation angle of the holding unit 22 using the correction formula.
（３）上記した実施の形態においては、回転保持装置１０がＹ軸方向に移動し、切削部１０４がＸ軸方向およびＺ軸方向に移動するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、回転保持装置１０はＸ軸周りに回転するのみで、切削部１０４がＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動するようにしてもよい。 (3) In the above-described embodiment, the rotation holding device 10 moves in the Y-axis direction and the cutting unit 104 moves in the X-axis direction and the Z-axis direction. However, the present invention is not limited to this. Of course, the rotation holding device 10 may rotate only around the X axis, and the cutting unit 104 may move in the X axis direction, the Y axis direction, and the Z axis direction.
（４）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（３）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。 (4) You may make it combine suitably the embodiment shown above and the modification shown in said (1) thru | or (3).
本発明は、加工装置において被加工物を保持する保持装置として用いて好適である。 The present invention is suitable for use as a holding device for holding a workpiece in a processing apparatus.
１０、２００ 回転保持装置、１２ 治具、１４ モーター、１６ 保持部材、２２、２０２ 保持部、２４、２０４ 駆動部、２６、２０６ 検出部、２８、２０８ 制御部、２８−１ 傾き算出部、２８−２ 補正値算出部、２８−３ 駆動制御部、１００ 切削装置、１０４ 切削部 10, 200 rotation holding device, 12 jig, 14 motor, 16 holding member, 22, 202 holding unit, 24, 204 driving unit, 26, 206 detection unit, 28, 208 control unit, 28-1 inclination calculation unit, 28 -2 correction value calculation unit, 28-3 drive control unit, 100 cutting device, 104 cutting unit
Claims (4)
前記保持部の任意の面を水平としたときの前記任意の面における回転中心軸を挟んで等距離に位置する２点の高さ位置を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出した高さ位置から前記保持部の傾きを算出する傾き算出手段と、
前記傾き算出手段により算出した傾きから、該傾きを解消して完全な水平とするための補正値たる水平補正値を算出するとともに、前記保持部の回転角度に応じた補正値たる角度補正値を直線補間により算出する補正値算出手段と、
前記検出手段の駆動を制御するとともに、前記補正値算出手段により算出した補正値により前記保持部を回転するための駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段と
を有し、
前記傾き算出手段では、前記検出手段により検出した前記保持部の所定の面を上方側に向けて水平としたときの前記２点の高さ位置から、前記所定の面を上方側に向けて水平としたときの第１の傾きを算出するとともに、前記検出手段により検出した前記所定の面が上方側に向いて完全に水平な状態から前記保持部を１８０°回転して前記保持部の前記所定の面と対向する面を上方側に向けて水平としたときの前記２点の高さ位置から、前記所定の面と対向する面を上方側に向けて水平としたときの第２の傾きを算出し、
前記補正値算出手段では、前記第１の傾きを解消する第１水平補正値を算出し、前記第２の傾きを解消する第２水平補正値を算出するとともに、最小角度補正値を「０」、最大角度補正値を前記第２水平補正値とし、該最小角度補正値と該最大角度補正値とを直線補間することによって、前記保持部の回転角度に応じて角度補正値を算出し、
前記駆動制御手段では、前記保持部を回転する際には、前記補正値算出手段により算出した角度補正値を利用して前記駆動手段の駆動を制御する
ことを特徴とする回転保持装置。 In the rotation holding device that rotates so that the holding unit that holds the workpiece rotates around the axis and returns to the original position when it rotates once,
Detecting means for detecting height positions of two points located equidistantly across the rotation center axis on the arbitrary surface when the arbitrary surface of the holding unit is horizontal;
An inclination calculating means for calculating an inclination of the holding portion from a height position detected by the detecting means;
From the inclination calculated by the inclination calculating means, a horizontal correction value that is a correction value for eliminating the inclination and making it completely horizontal is calculated, and an angle correction value that is a correction value according to the rotation angle of the holding unit is calculated. Correction value calculating means for calculating by linear interpolation;
Drive control means for controlling the drive of the detection means, and for controlling the drive of the drive means for rotating the holding portion by the correction value calculated by the correction value calculation means,
In the inclination calculating means, the predetermined surface of the holding portion detected by the detecting means is leveled upward from the two positions when the predetermined surface of the holding portion is leveled upward. The first inclination is calculated, and the holding portion is rotated 180 ° from a state where the predetermined surface detected by the detecting means is directed upward and completely horizontal. From the height position of the two points when the surface facing the surface is horizontal toward the upper side, the second inclination when the surface facing the predetermined surface is horizontal toward the upper side is Calculate
The correction value calculation means calculates a first horizontal correction value for eliminating the first inclination, calculates a second horizontal correction value for eliminating the second inclination, and sets a minimum angle correction value to “0”. The angle correction value is calculated according to the rotation angle of the holding unit by linearly interpolating the minimum angle correction value and the maximum angle correction value with the maximum angle correction value as the second horizontal correction value,
The rotation holding device controls the driving of the driving unit using the angle correction value calculated by the correction value calculating unit when the holding unit rotates.
前記補正値算出手段では、前記所定の面が上方側に向いて完全に水平な状態のときに前記保持部の回転角度が０°あるいは３６０°、前記所定の面が上方側に向いて完全に水平な状態から前記保持部を１８０°回転して前記所定の面と対向する面を上方側に向けて水平としたときの傾きを１８０°として、前記保持部の回転角度０°のときに角度補正値０、回転角度０°から１８０°では回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値が大きくなり、回転角度１８０°のときに最大角度補正値となる前記第２水平補正値となるようにするとともに、回転角度１８０°から３６０°では回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値が小さくなるようにし、回転角度３６０°のときに角度補正値０となるように直線補間を行う
ことを特徴とする回転保持装置。 The rotation holding device according to claim 1,
In the correction value calculating means, when the predetermined surface is oriented upward and completely horizontal, the rotation angle of the holding portion is 0 ° or 360 °, and the predetermined surface is fully oriented upward. When the holding portion is rotated 180 ° from the horizontal state and the surface facing the predetermined surface is made horizontal with the surface facing the predetermined surface upward, the inclination is 180 °, and the angle when the rotation angle of the holding portion is 0 ° When the correction value is 0 and the rotation angle is 0 ° to 180 °, the angle correction value increases linearly as the rotation angle increases, and when the rotation angle is 180 °, the second horizontal correction value that becomes the maximum angle correction value is obtained. In addition, the angle correction value linearly decreases as the rotation angle increases from 180 ° to 360 °, and linear interpolation is performed so that the angle correction value becomes 0 when the rotation angle is 360 °. Features Rotating the holding device.
前記保持部の所定の面を上方側に向けて水平としたときの第１の傾きを算出する第１の工程と、
前記第１の傾きを解消して完全な水平とするための補正値たる第１水平補正値を算出する第２工程と、
前記第１水平補正値を利用して前記所定の面を完全な水平とする第３の工程と、
前記保持部の前記所定の面を完全に水平とした状態から前記保持部を１８０°回転して前記保持部の前記所定の面と対向する面を上方側に向けて水平としたときの第２の傾きを算出する第４の工程と、
前記第２の傾きを解消して完全な水平とするための補正値たる第２水平補正値を算出する第５の工程と、
前記第２水平補正値を、前記保持部の回転角度に応じた補正値たる角度補正値の最大値とするとともに、該角度補正値の最小値を「０」として、該角度補正値の最大値と最小値とを直線補間することによって、前記保持部の回転角度に応じて角度補正値を算出する第６の工程と、
前記第６の工程で算出した角度補正値を利用して前記保持部の回転を制御する制御信号を補正して前記保持部の回転を制御する第７の工程と
を前記回転保持装置が実行する
ことを特徴とする回転保持装置における回転方法。 In the rotation method in the rotation holding device that rotates so that the holding unit that holds the workpiece rotates around the axis and returns to the original position when it rotates once,
A first step of calculating a first inclination when the predetermined surface of the holding portion is horizontal with the predetermined surface facing upward;
A second step of calculating a first horizontal correction value which is a correction value for eliminating the first inclination and making it completely horizontal;
A third step of making the predetermined plane perfectly horizontal using the first horizontal correction value;
A second state when the holding unit is rotated 180 ° from a state in which the predetermined surface of the holding unit is completely horizontal, and the surface of the holding unit that faces the predetermined surface is horizontal upward. A fourth step of calculating the slope of
A fifth step of calculating a second horizontal correction value, which is a correction value for eliminating the second inclination and making it completely horizontal;
The second horizontal correction value is set to the maximum value of the angle correction value, which is a correction value corresponding to the rotation angle of the holding unit, and the minimum value of the angle correction value is set to “0”. And a sixth step of calculating an angle correction value according to the rotation angle of the holding unit by linearly interpolating the minimum value and
The rotation holding device executes the seventh step of controlling the rotation of the holding unit by correcting the control signal for controlling the rotation of the holding unit using the angle correction value calculated in the sixth step. A rotation method in the rotation holding device.
前記第６の工程では、前記所定の面が上方側に向いて完全に水平な状態のときに前記保持部の回転角度が０°あるいは３６０°、前記所定の面が上方側に向いて完全に水平な状態から前記保持部を１８０°回転して前記所定の面と対向する面を上方側に向けて水平としたときの傾きを１８０°とし、前記保持部の回転角度０°のときに角度補正値０、回転角度０°から１８０°では回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値が大きくなり、回転角度１８０°のときに最大角度補正値となる前記第２水平補正値となるようするとともに、回転角度１８０°から３６０°では回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値が小さくなるようにし、回転角度３６０°のときに角度補正値０となるように直線補間を行う
ことを特徴とする回転保持装置における回転方法。 In the rotation method in the rotation holding device according to claim 3,
In the sixth step, when the predetermined surface faces upward and is completely horizontal, the rotation angle of the holding portion is 0 ° or 360 °, and the predetermined surface completely faces upward. When the holding portion is rotated 180 ° from a horizontal state and the surface facing the predetermined surface is made to be horizontal with the surface facing upward, the inclination is 180 °, and the angle when the rotation angle of the holding portion is 0 ° When the correction value is 0 and the rotation angle is 0 ° to 180 °, the angle correction value increases linearly as the rotation angle increases, and when the rotation angle is 180 °, the second horizontal correction value that becomes the maximum angle correction value is obtained. In addition, the angle correction value linearly decreases as the rotation angle increases from 180 ° to 360 °, and linear interpolation is performed so that the angle correction value becomes 0 when the rotation angle is 360 °. Rotation retention Rotation method in the apparatus.
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