JP6008487B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物の加工位置、形状、傾斜角度、及び、加工位置までの距離を自動測定するようにした工作機械に関する。

一般に、工作機械では、主軸に装着された工具と、テーブルに取り付けられたワークとを、水平方向及び上下方向に相対的に移動させることにより、ワークを加工するようにしている。これにより、ワークに取付不良があったり、ワークに形状不良があったりすると、加工後のワークに、削り残しが発生したり、加工中のワーク及び工具に、大きな加工負荷が作用したりするおそれがある。

そこで、従来の工作機械においては、ワークを加工するのに先立って、当該ワークにおける指定箇所の座標を測定し、この測定結果に基づいて、ワークに取付不良があるか否か、及び、ワークに形状不良があるか否かを判定するようにしている。そして、このような、従来の工作機械は、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２００４−３３８０６５号公報

上記従来の工作機械においては、主軸に装着したプローブを用いて、ワークにおける指定箇所の座標を測定するようにしている。しかしながら、このように、主軸に装着したプローブを用いて測定すると、加工するワークごとに、プローブの主軸への装着作業が必要となるだけでなく、プローブと工具との間の主軸に対する交換作業も必要となってしまう。更に、プローブを用いた測定方法では、プローブをワークに接触させる際に、当該プローブに対して過負荷がかかることを防止するために、プローブのワークへの接近速度を低く抑える必要がある。これにより、従来の工作機械においては、ワークを測定する際に、必要以上に時間を要することになる。

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、被加工物を、容易に、且つ、短時間で測定して、当該被加工物を高精度に加工することができる工作機械を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る工作機械は、
主軸に装着された工具と被加工物とを水平方向及び上下方向に相対的に移動させて、被加工物を前記工具により加工する工作機械において、
前記主軸を回転可能に支持すると共に、少なくとも上下方向に移動可能に支持されるサドルと、
被加工物の加工位置、形状、傾斜角度、及び、前記加工位置までの距離を、非接触で測定する測定手段と、
前記サドルに設けられ、前記測定手段を、前記測定手段が被加工物を測定可能な測定位置と当該測定位置から退避した退避位置との間で搬送する搬送手段と、
前記測定手段によって測定された被加工物の加工位置、形状、傾斜角度、及び、前記加工位置までの距離に基づいて、当該被加工物に取付不良及び形状不良があるか否かを判定した後、この判定結果に応じて、前記工具及び被加工物の少なくとも一方の移動を制御する制御手段とを備え、
前記測定位置は、前記測定手段が、前記主軸の軸方向において、前記主軸に装着された前記工具の先端位置よりも繰り出された位置であり、
前記退避位置は、前記測定手段が、前記主軸の軸方向において、前記主軸に装着された前記工具の先端位置よりも引き込まれた位置である
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る工作機械は、
主軸に装着された工具と被加工物とを水平方向及び上下方向に相対的に移動させて、被加工物を前記工具により加工する工作機械において、
被加工物が着脱可能に取り付けられると共に、水平方向に移動可能に支持されるテーブルと、
被加工物の加工位置、形状、傾斜角度、及び、前記加工位置までの距離を、非接触で測定する測定手段と、
被加工物の移動範囲と対向する前記主軸側に設けられ、前記測定手段を、上下方向に移動可能に支持すると共に、前記測定手段が被加工物を測定可能な測定位置と当該測定位置から退避した退避位置との間で搬送する搬送手段と、
前記測定手段によって測定された被加工物の加工位置、形状、傾斜角度、及び、前記加工位置までの距離に基づいて、当該被加工物に取付不良及び形状不良があるか否かを判定した後、この判定結果に応じて、前記工具及び被加工物の少なくとも一方の移動を制御する制御手段とを備え、
前記測定位置は、前記測定手段が、前記主軸の軸方向において、前記主軸に装着された前記工具の先端位置よりも繰り出された位置であり、
前記退避位置は、前記測定手段が、前記主軸の軸方向において、前記主軸に装着された前記工具の先端位置よりも引き込まれた位置である
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係る工作機械は、
前記主軸を回転可能に支持するサドルと、
前記サドルを上下方向に支持するコラムとを備え、
前記搬送手段を前記コラムに設ける
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係る工作機械は、
前記主軸を回転可能に支持するサドルと、
前記サドルを上下方向に支持するコラムとを備え、
前記搬送手段を、前記コラムを支持する床面に設ける
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第５の発明に係る工作機械は、
前記搬送手段は、前記測定手段を、前記測定位置と前記退避位置との間で、前記主軸の軸方向に搬送する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第６の発明に係る工作機械は、
前記搬送手段を、被加工物の厚さ方向において対向するように設け、
対向した前記搬送手段のそれぞれに取り付けられた前記測定手段によって、被加工物の厚さ方向両側から、当該被加工物の加工位置、形状、傾斜角度、及び、前記加工位置までの距離を測定する
ことを特徴とする。

従って、本発明に係る工作機械によれば、被加工物を非接触で測定する測定手段を測定位置と退避位置との間で搬送する搬送手段を備え、この搬送手段を、工具の主軸への着脱に関与しない位置に設けることにより、被加工物を、容易に、且つ、短時間で測定することができる。また、測定手段による測定結果に基づいて、被加工物に取付不良及び形状不良があるか否かを判定し、この判定結果に応じて、工具及び被加工物の移動を制御することにより、被加工物を高精度に加工することができる。

本発明の第１実施例に係る工作機械の概略構成図である。 図１の要部拡大図であって、搬送装置を１つ備えた状態を示した図である。 本発明の第１実施例に係る工作機械の構成を示したブロック図である。 図１の要部拡大図であって、搬送装置を複数備えた状態を示した図である。 本発明の第１実施例に係る工作機械を対向配置させたときの平面図である。 本発明の第２実施例に係る工作機械の概略構成図である。 本発明の第２実施例に係る工作機械に設けられた搬送装置の一例を示した図である。 本発明の第２実施例に係る工作機械に設けられた搬送装置の他の例を示した図であって、（ａ）はワーク測定器を測定位置に搬送した状態を示した図、（ｂ）はワーク測定器を退避位置に搬送した状態を示した図である。

以下、本発明に係る工作機械について、図面を用いて詳細に説明する。

先ず、第１実施例に係る工作機械について、図１乃至図５を用いて詳細に説明する。

図１に示すように、工作機械１には、コラム１１が立設されている。また、このコラム１１の側面には、サドル１２が鉛直方向（以下、Ｙ軸方向と称す）に昇降可能に支持されている。

サドル１２内には、主軸ヘッド１３が水平方向（以下、Ｚ軸方向と称す）に移動可能に支持されており、この主軸ヘッド１３内には、主軸１４が、その軸方向（Ｚ軸方向）に移動可能で、且つ、その軸心周りに回転可能に支持されている。そして、主軸１４の先端には、工具Ｔが着脱可能に装着されている。また、サドル１２の側面には、詳細は後述するが、搬送装置（搬送手段）１５が設けられている。

更に、工作機械１には、テーブルベッド１６が、コラム１１の正面に設けられており、このテーブルベッド１６の上面には、テーブル１７が水平方向（以下、Ｘ軸方向と称す）に移動可能に支持されている。そして、テーブル１７の上面には、ワーク（被加工物）Ｗが着脱可能に取り付けられている。

従って、サドル１２を駆動させることにより、工具Ｔ及び搬送装置１５をＹ軸方向に移動させることができる。また、主軸ヘッド１３を駆動させることにより、当該主軸ヘッド１３のＺ軸方向の移動に伴って、主軸１４及び工具Ｔを、その軸方向に移動させることができる。更に、主軸１４を駆動させることにより、当該主軸１４のＺ軸方向の移動に伴って、工具Ｔを、その軸方向に移動させることができる。一方、テーブル１７を駆動させることにより、当該テーブル１７と共にワークＷをＸ軸方向に移動させることができる。

また、図１乃至図３に示すように、搬送装置１５は、装置本体１５ａ、搬送ロッド１５ｂ、モータ１５ｃ、アンプ１５ｄから構成されている。装置本体１５ａは、サドル１２の側面に取り付けられており、搬送ロッド１５ｂは、その装置本体１５ａ内において、Ｚ軸方向に摺動可能、即ち、ワークＷに対して接近離間するように、繰り出し可能に支持されている。従って、モータ１５ｃを駆動させることにより、搬送ロッド１５ｂをＺ軸方向に移動させることができる。

そして、搬送ロッド１５ｂの先端には、ワーク測定器（測定手段）３０が取り付けられている。このワーク測定器３０は、ワークＷを加工するのに先立って、当該ワークＷの加工位置（加工部位の座標）、形状（加工部位の寸法）、傾斜角度（取り代量）、及び、ワーク測定器３０から加工位置までの距離を、非接触で測定する非接触式の測定器となっている。ここで、工作機械１では、ワーク測定器３０として、例えば、ＣＣＤカメラ３１やレーザ測長器３２が採用されている。

なお、図１では、搬送ロッド１５ｂの先端に、１つのワーク測定器３０を取り付けた状態を示しており、図２及び図３では、搬送ロッド１５ｂの先端に、２つのワーク測定器３０を取り付けた状態を示している。

具体的に、ワーク測定器３０をＣＣＤカメラ３１とした場合には、図３に示すように、当該ＣＣＤカメラ３１によって、ワークＷにおける所定の撮影部位を撮影することにより、その画像データが取得される。そして、その画像データは、コントローラ３３を介して、解析装置１９に入力される。更に、解析装置１９においては、入力された画像データを、ワークＷの形状として認識した後、後述するＮＣ装置（制御手段）２０に出力する。

また、ワーク測定器３０をレーザ測長器３２とした場合には、図３に示すように、当該レーザ測長器３２から出力されたレーザ光を、ワークＷにおける所定の照射点に照射することにより、レーザ測長器３２からその照射点までのＺ軸方向の距離が測定される。そして、その測定距離は、コントローラ３３を介して、解析装置１９に入力される。更に、解析装置１９においては、入力された測定距離を、そのまま、加工位置までの距離として、後述するＮＣ装置２０に出力すると共に、ワークＷの形状として認識した後、ＮＣ装置２０出力する。

従って、サドル１２及びテーブル１７を駆動させることにより、搬送装置１５を、ワークＷに対して、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に相対的に移動させることができる。即ち、搬送装置１５を、ワークＷにおける所定の撮影部位及び所定の照射点と対向した位置に位置決めさせることができる。更に、このように、位置決めした搬送装置１５を駆動させて、搬送ロッド１５ｂをＺ軸方向に摺動させることにより、工具Ｔを主軸１４に装着した状態で、ワーク測定器３０（ＣＣＤカメラ３１及びレーザ測長器３２）を、ワークＷを測定可能（撮影可能及び照射可能）な測定位置（撮影位置及び照射位置）Ｐ１と、当該測定位置Ｐ１から退避した退避位置Ｐ２との間で、搬送させることができる。

なお、測定位置Ｐ１は、Ｚ軸方向において、主軸１４に装着された工具Ｔの先端位置よりも、繰り出された位置（ワークＷに接近した位置）に設定されている。また、退避位置Ｐ２は、Ｚ軸方向において、主軸１４に装着された工具Ｔの先端位置よりも、引き込まれた位置（ワークＷから離間した位置）に設定されている。

ここで、図１に示すように、工作機械１には、当該工作機械１を統合的に制御するＮＣ装置（制御手段）２０が設けられている。このＮＣ装置２０には、例えば、サドル１２、主軸ヘッド１３、主軸１４、搬送装置１５、テーブル１７、解析装置１９、ワーク測定器３０等が接続されている。

即ち、ＮＣ装置２０においては、加工前のワークＷの形状や取り代量に応じた加工条件（主軸１４の回転数、送り速度、切り込み量等）に基づいて、主軸１４に装着された工具ＴのＹ軸方向及びＺ軸方向の移動と、テーブル１７に取り付けられたワークＷのＸ軸方向の移動とを制御するようになっている。更に、ＮＣ装置２０においては、工具Ｔによる加工前に、搬送装置１５及びワーク測定器３０による測定動作を制御して、ワークＷの加工位置、形状、傾斜角度、及び、ワーク測定器３０から加工位置までの距離を測定するようにしている。そして、これらの測定結果に基づいて、ワークＷに取付不良及び形状不良があるか否かを判定し、更に、この判定結果に応じて、工具Ｔ及びワークＷの移動を制御することにより、ワークＷにおける取り代の均一化を図るようにしている。

なお、解析装置１９、ＮＣ装置２０、ワーク測定器３０、ＣＣＤカメラ３１、レーザ測長器３２等は、測定手段を構成するものである。

次に、工作機械１によるワークＷの測定及び加工について、具体的に説明する。また、下記の説明では、搬送ロッド１５ｂの先端に、ＣＣＤカメラ３１及びレーザ測長器３２を取り付けた場合について、代表して述べることにしている。

先ず、ワークＷをテーブル１７に取り付ける。なお、このワークＷの側面Ｗａ，Ｗｂには、予め、複数の下孔Ｗｃが加工されている。

次いで、搬送装置１５をワークＷの下孔Ｗｃと対向するように位置決めした後、その搬送ロッド１５ｂを伸長させる。これにより、ＣＣＤカメラ３１及びレーザ測長器３２が退避位置Ｐ２から測定位置Ｐ１に搬送される。

そして、ＣＣＤカメラ３１によって、ワークＷの下孔Ｗｃを撮影すると、その撮影された下孔Ｗｃの画像は、画像データに変換されて、解析装置１９を介して、ＮＣ装置２０に入力される。このとき、解析装置１９では、その入力された画像データに基づいて、下孔Ｗｃの中心及び内径が演算される。

また、レーザ測長器３２によって、ワークＷの側面Ｗａ上における複数の照射点までの距離を測定すると、その測定された複数の測定距離は、解析装置１９を介して、ＮＣ装置２０に入力される。このとき、解析装置１９では、その入力された複数の測定距離に基づいて、側面Ｗａの傾斜角度及び下孔Ｗｃの端面までの距離が演算される。なお、このように、レーザ測長器３２を用いた場合には、当該レーザ測長器３２による距離測定を、少なくとも２回行うようにしている。

次いで、ＮＣ装置２０においては、入力された、下孔Ｗｃの中心及び内径、側面Ｗａの傾斜角度、下孔Ｗｃの端面までの距離に基づいて、ワークＷに取付不良があるか否か、及び、ワークＷに形状不良があるか否かが判定される。

このとき、ワークＷに取付不良がないと判定されると共に、ワークＷに形状不良がないと判定された場合には、予め設定された加工条件に基づいて、工具ＴをＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させると共に、ワークＷをＸ軸方向に移動させることにより、ワークＷの下孔Ｗｃ及び下孔Ｗｃの端面に対して、所定の加工が行われる。

一方、ワークＷに取付不良があると判定された場合、または、ワークＷに形状不良があると判定された場合には、下孔Ｗｃの中心及び内径、側面Ｗａの傾斜角度、下孔Ｗｃの端面までの距離に基づいて、工具ＴのＹ軸方向及びＺ軸方向の移動と、ワークＷのＸ軸方向の移動とが補正される。これにより、仮に、ワークＷがテーブル１７に傾いて取り付けられていたり、ワークＷに形状不良があったりしても、ワークＷの取付位置が補正されたことになり、当該ワークＷの下孔Ｗｃ及び下孔Ｗｃに対して、所定の加工が行われる。

そして、工具Ｔ及びワークＷの移動を補正しても、ワークＷに削り残しが発生すると判定された場合には、工作機械１による加工が中止され、ワークＷの取付不良または形状不良を知らせるための警告用アラームが起動する。

なお、上述した本実施形態においては、サドル１２の側面に、搬送装置１５を１つ設けるようにしているが、搬送装置１５を複数設けるようにしても構わない。

例えば、図４に示すように、サドル１２の側面に、２つの搬送装置１５を上下方向に並列させて設ける場合には、一方の搬送装置１５におけるワーク測定器３０を、ＣＣＤカメラ３１とし、他方の搬送装置１５におけるワーク測定器３０を、レーザ測長器３２とする。これにより、搬送装置１５ごとに、設置位置を指定することができるので、ＣＣＤカメラ３１の撮影部位と、レーザ測長器３２の照射点とを、別々の位置に設定することができる。

また、上述した本実施形態においては、ワークＷを加工する工作機械として、１つのコラム１１を備えた工作機械１を採用しているが、図５に示すように、２つのコラム１１を、テーブル１７に取り付けたワークＷの厚さ方向において、対向配置させた工作機械としても構わない。

即ち、２つのコラム１１を、ワークＷをその厚さ方向において挟むように配置することにより、側面Ｗａ側の搬送装置１５に取り付けられたワーク測定器３０によって、側面Ｗａに開口する下孔Ｗｃの中心及び内径、側面Ｗａの傾斜角度、側面Ｗａに開口する下孔Ｗｃの端面までの距離を測定すると共に、側面Ｗｂ側の搬送装置１５に取り付けられたワーク測定器３０によって、側面Ｗｂに開口する下孔Ｗｃの中心及び内径、側面Ｗｂの傾斜角度、側面Ｗｂに開口する下孔Ｗｃの端面までの距離を測定する。これにより、対向した搬送装置１５のそれぞれに取り付けられたワーク測定器３０によって、ワークＷの厚さ方向両側から、下孔Ｗｃの中心及び内径、側面Ｗａ，Ｗｂの傾斜角度、下孔Ｗｃの端面までの距離を同時に測定することができるので、ワークＷを、短時間で、且つ、高精度に測定することができる。

更に、上述した本実施形態においては、コラム１１を、固定しているが、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に移動させるようにしても構わない。

従って、本発明に係る工作機械１によれば、サドル１２の側面に、非接触式のワーク測定器３０を搬送する搬送装置１５を設けることにより、下孔Ｗｃの中心及び内径、側面Ｗａ，Ｗｂの傾斜角度、下孔Ｗｃの端面までの距離を、容易に、且つ、短時間で測定することができる。そして、ワーク測定器３０による上記４つの測定結果に基づいて、ワークＷに取付不良及び形状不良があるか否かを判定し、この判定結果に応じて、工具Ｔ及びワークＷの移動を制御することにより、ワークＷを高精度に加工することができる。

また、搬送装置１５によって、ワーク測定器３０を測定位置Ｐ１と退避位置Ｐ２との間で、搬送可能とすることにより、測定位置Ｐ１をワークＷに可能な限り近づけることができるので、ワーク測定器３０の測定精度を向上させることができる。一方、退避位置Ｐ２をワークＷから可能な限り遠ざけることができるので、加工によって飛散した切屑や切削油による、ワーク測定器３０の破損や故障を防止することができる。

更に、複数のワーク測定器３０によって、ワークＷの側面Ｗａ側及び側面Ｗｂ側の両方向から、下孔Ｗｃの中心及び内径、側面Ｗａ，Ｗｂの傾斜角度、下孔Ｗｃの端面までの距離を同時に測定することにより、更なる測定時間の短縮化を図ることができる。

次に、第２実施例に係る工作機械について、図６乃至図８を用いて詳細に説明する。なお、第１実施例と同一の部材については、同一の符号を付して、その説明を省略する。

図６に示すように、工作機械２には、コラムベッド４１が設けられており、このコラムベッド４１の上面には、コラム４２がＸ軸方向に移動可能に支持されている。更に、コラム４２の内面には、サドル１２がＹ軸方向に昇降可能に支持されている。

ここで、工作機械２においては、図７及び図８（ａ），（ｂ）に示した搬送装置（搬送手段）１５，４５が、取付位置Ｈ１，Ｈ２に取付可能となっている。取付位置Ｈ１は、搬送装置１５，４５をコラム４２の側面に取り付けたときの位置を示しており、取付位置Ｈ２は、搬送装置１５，４５を床面Ｆにおけるコラムベッド４１の一端側に取り付けた位置を示している。

従って、コラム４２を駆動させることにより、工具Ｔ及び取付位置Ｈ１に取り付けられた搬送装置１５，４５を、Ｘ軸方向に移動させることができる。

また、図７に示すように、搬送装置１５は、上述した、装置本体１５ａ、搬送ロッド１５ｂ、モータ１５ｃ、アンプ１５ｄに加えて、支持部材１５ｅから構成されている。支持部材１５ｅは、搬送装置１５を取付位置Ｈ１に取り付ける場合には、その側面がコラム４２の側面に取り付けられ、搬送装置１５を取付位置Ｈ２に取り付ける場合には、その底面が床面Ｆに取り付けられるものであって、装置本体１５ａをＹ軸方向に昇降可能に支持している。

従って、搬送装置１５を駆動させることにより、搬送ロッド１５ｂの先端に取り付けられたワーク測定器３０を、Ｙ軸方向に移動させることができると共に、Ｚ軸方向において、測定位置Ｐ１と退避位置Ｐ２との間で搬送させることができる。

一方、図８（ａ），（ｂ）に示すように、搬送装置４５は、装置本体４５ａ、第１搬送アーム４５ｂ、第２搬送アーム４５ｃ、連結軸４５ｄ、モータ１５ｃ、アンプ１５ｄから構成されている。装置本体４５ａは、搬送装置４５を取付位置Ｈ１に取り付ける場合には、その側面がコラム４２の側面に取り付けられ、搬送装置４５を取付位置Ｈ２に取り付ける場合には、その底面が床面Ｆに取り付けられるものとなっている。

また、装置本体４５ａには、第１搬送アーム４５ｂの基端が、連結軸４５ｄを介して、回動可能に支持されており、この第１搬送アーム４５ｂの先端には、連結軸４５ｄを介して、第２搬送アーム４５ｃの基端が回動可能に支持されている。更に、第２搬送アーム４５ｃの先端には、ワーク測定器３０が取り付けられている。

従って、モータ１５ｃを駆動させて、２つの連結軸４５ｄを中心として、第１搬送アーム４５ｂ及び第２搬送アーム４５ｃを回動させることにより、第２搬送アーム４５ｃの先端に取り付けられたワーク測定器３０を、Ｙ軸方向に移動させることができると共に、Ｚ軸方向において、測定位置Ｐ１と退避位置Ｐ２との間で搬送させることができる。

そして、図６に示すように、工作機械２には、当該工作機械２を統合的に制御するＮＣ装置２０が設けられている。このＮＣ装置２０には、例えば、サドル１２、主軸ヘッド１３、主軸１４、搬送装置１５，４５、テーブル１７、解析装置１９、ワーク測定器３０、コラム４２等が接続されている。

即ち、ＮＣ装置２０においては、工具Ｔによる加工前に、搬送装置１５，４５及びワーク測定器３０による測定動作を制御して、ワークＷの加工位置、形状、傾斜角度、及び、ワーク測定器３０から加工位置までの距離を測定するようにしている。そして、これらの測定結果に基づいて、ワークＷに取付不良及び形状不良があるか否を判定し、更に、この判定結果に応じて、工具Ｔ及びワークＷの移動を制御することにより、ワークＷにおける取り代の均一化を図るようにしている。

よって、搬送装置１５を取付位置Ｈ１に取り付けた場合には、搬送装置１５、テーブル１７、コラム４２を駆動させる一方、搬送装置１５を取付位置Ｈ２に取り付けた場合には、搬送装置１５及びテーブル１７を駆動させることにより、搬送装置１５を、ワークＷに対して、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に相対的に移動させて、ワークＷにおける所定の撮影部位及び所定の照射点と対向した位置に位置決めさせることができる。更に、このように、位置決めした搬送装置１５を駆動させて、搬送ロッド１５ｂをＺ軸方向に摺動させることにより、工具Ｔを主軸１４に装着した状態で、ワーク測定器３０を、測定位置Ｐ１と退避位置Ｐ２との間で、搬送させることができる。

また、搬送装置４５を取付位置Ｈ１に取り付けた場合には、搬送装置４５、テーブル１７、コラム４２を駆動させる一方、搬送装置４５を取付位置Ｈ２に取り付けた場合には、搬送装置４５及びテーブル１７を駆動させることにより、搬送装置４５を、ワークＷに対して、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に相対的に移動させて、ワークＷにおける所定の撮影部位及び所定の照射点と対向した位置に位置決めさせることができる。更に、このように、位置決めした搬送装置４５を駆動させて、第１搬送アーム４５ｂ及び第２搬送アーム４５ｃをＺ軸方向に回動させることにより、工具Ｔを主軸１４に装着した状態で、ワーク測定器３０を、測定位置Ｐ１と退避位置Ｐ２との間で、搬送させることができる。

従って、本発明に係る工作機械２によれば、ワークＷにおけるＸ軸方向の移動範囲と対向するコラム４２側、即ち、コラム４２の側面及びコラムベッド４１を支持する床面Ｆに、非接触式のワーク測定器３０を搬送する搬送装置１５，４５を設けることにより、下孔Ｗｃの中心及び内径、側面Ｗａ，Ｗｂの傾斜角度、下孔Ｗｃの端面までの距離を、容易に、且つ、短時間で測定することができる。そして、ワーク測定器３０による上記４つの測定結果に基づいて、ワークＷに取付不良及び形状不良があるか否かを判定し、この判定結果に応じて、工具Ｔ及びワークＷの移動を制御することにより、ワークＷを高精度に加工することができる。

なお、上述した本実施形態においては、ワークＷを加工する工作機械として、１つのコラム４２を備えた工作機械２を採用しているが、２つのコラム４２を、テーブル１７に取り付けたワークＷの厚さ方向において、対向配置させた工作機械としても構わない。

また、上述した２つの実施形態においては、２つのワーク測定器３０を１つの搬送装置１５，４５に取り付ける際に、２つのワーク測定器３０として、ＣＣＤカメラ３１及びレーザ測長器３２をそれぞれ用いているが、ＣＣＤカメラ３１及びレーザ測長器３２のいずれか一方のみを用いても構わない。

更に、上述した２つの本実施形態においては、主軸１４が水平軸周りに回転する工作機械１（例えば、横中ぐり盤等）に、搬送装置１５，４５を設けるようにしているが、主軸が鉛直軸周りに回転する工作機械（例えば、門形マシニングセンタ等）に、搬送装置１５，４５を設けるようにしても構わない。

本発明は、加工後のワークに削り残しが発生したり、加工中のワーク及び工具に大きな加工負荷が作用したりすることを防止するようにした工作機械に適用可能である。

１，２ 工作機械
１１ コラム
１２ サドル
１３ 主軸ヘッド
１４ 主軸
１５ 搬送装置
１５ａ 装置本体
１５ｂ 搬送ロッド
１５ｃ モータ
１５ｄ アンプ
１５ｅ 支持部材
１６ テーブルベッド
１７ テーブル
１９ 解析装置
２０ ＮＣ装置
３０ ワーク測定器
３１ ＣＣＤカメラ
３２ レーザ測長器
３３ コントローラ
４１ コラムベッド
４２ コラム
４５ 搬送装置
４５ａ 装置本体
４５ｂ 第１搬送アーム
４５ｃ 第２搬送アーム
４５ｄ 連結軸
Ｐ１ 測定位置
Ｐ２ 退避位置
Ｈ１ 取付位置
Ｈ２ 取付位置
Ｔ 工具
Ｗ ワーク
Ｆ 床面

Claims (6)

1. 主軸に装着された工具と被加工物とを水平方向及び上下方向に相対的に移動させて、被加工物を前記工具により加工する工作機械において、
   前記主軸を回転可能に支持すると共に、少なくとも上下方向に移動可能に支持されるサドルと、
   被加工物の加工位置、形状、傾斜角度、及び、前記加工位置までの距離を、非接触で測定する測定手段と、
   前記サドルに設けられ、前記測定手段を、前記測定手段が被加工物を測定可能な測定位置と当該測定位置から退避した退避位置との間で搬送する搬送手段と、
   前記測定手段によって測定された被加工物の加工位置、形状、傾斜角度、及び、前記加工位置までの距離に基づいて、当該被加工物に取付不良及び形状不良があるか否かを判定した後、この判定結果に応じて、前記工具及び被加工物の少なくとも一方の移動を制御する制御手段とを備え、
   前記測定位置は、前記測定手段が、前記主軸の軸方向において、前記主軸に装着された前記工具の先端位置よりも繰り出された位置であり、
   前記退避位置は、前記測定手段が、前記主軸の軸方向において、前記主軸に装着された前記工具の先端位置よりも引き込まれた位置である
   ことを特徴とする工作機械。
2. 主軸に装着された工具と被加工物とを水平方向及び上下方向に相対的に移動させて、被加工物を前記工具により加工する工作機械において、
   被加工物が着脱可能に取り付けられると共に、水平方向に移動可能に支持されるテーブルと、
   被加工物の加工位置、形状、傾斜角度、及び、前記加工位置までの距離を、非接触で測定する測定手段と、
   被加工物の移動範囲と対向する前記主軸側に設けられ、前記測定手段を、上下方向に移動可能に支持すると共に、前記測定手段が被加工物を測定可能な測定位置と当該測定位置から退避した退避位置との間で搬送する搬送手段と、
   前記測定手段によって測定された被加工物の加工位置、形状、傾斜角度、及び、前記加工位置までの距離に基づいて、当該被加工物に取付不良及び形状不良があるか否かを判定した後、この判定結果に応じて、前記工具及び被加工物の少なくとも一方の移動を制御する制御手段とを備え、
   前記測定位置は、前記測定手段が、前記主軸の軸方向において、前記主軸に装着された前記工具の先端位置よりも繰り出された位置であり、
   前記退避位置は、前記測定手段が、前記主軸の軸方向において、前記主軸に装着された前記工具の先端位置よりも引き込まれた位置である
   ことを特徴とする工作機械。
3. 請求項２に記載の工作機械において、
   前記主軸を回転可能に支持するサドルと、
   前記サドルを上下方向に支持するコラムとを備え、
   前記搬送手段を前記コラムに設ける
   ことを特徴とする工作機械。
4. 請求項２に記載の工作機械において、
   前記主軸を回転可能に支持するサドルと、
   前記サドルを上下方向に支持するコラムとを備え、
   前記搬送手段を、前記コラムを支持する床面に設ける
   ことを特徴とする工作機械。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の工作機械において、
   前記搬送手段は、前記測定手段を、前記測定位置と前記退避位置との間で、前記主軸の軸方向に搬送する
   ことを特徴とする工作機械。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の工作機械において、
   前記搬送手段を、被加工物の厚さ方向において対向するように設け、
   対向した前記搬送手段のそれぞれに取り付けられた前記測定手段によって、被加工物の厚さ方向両側から、当該被加工物の加工位置、形状、傾斜角度、及び、前記加工位置までの距離を測定する
   ことを特徴とする工作機械。

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