JP6174906B2 - Self-diagnosis of machine and correction method of machine accuracy - Google Patents

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Description

この発明は、工作機械の変形や部品の摩耗などによる故障を予防するための自己診断方法及び当該診断により検出した変形やガタによる加工精度の低下を補正する方法に関するもので、特に、機械内部にカメラを備えた工作機械における上記方法に関するものである。   The present invention relates to a self-diagnosis method for preventing a failure due to deformation of a machine tool, wear of parts, etc., and a method of correcting a decrease in machining accuracy due to deformation or play detected by the diagnosis, and particularly in a machine. It is related with the said method in the machine tool provided with the camera.

工作機械には、機械に搬入された素材の姿勢を検出したり、機械動作を監視する目的で、機械内部に素材や加工部を撮影するカメラを備えたものが実用されている。   Machine tools equipped with a camera for photographing a material and a processing part inside the machine have been put into practical use for the purpose of detecting the posture of the material carried into the machine and monitoring the operation of the machine.

図７及び図８は、素材の搬入姿勢を検出するカメラを備えたガラス板の周縁加工装置の例を模式的に示した図で、図７は、テレビ受像器のディスプレイパネルに用いるような大型のガラス基板の周縁加工装置の例であり、図８は、携帯端末のディスプレイパネルに用いるような小型ないし中型のガラス基板の周縁研削装置の例である。   7 and 8 are diagrams schematically showing an example of a peripheral processing apparatus for a glass plate provided with a camera for detecting a material carrying-in posture, and FIG. 7 is a large-sized device used for a display panel of a television receiver. FIG. 8 shows an example of a peripheral grinding apparatus for a small to medium glass substrate used for a display panel of a portable terminal.

図７に示した装置は、テーブル１２上に固定したガラス基板ｗを図のＹ方向に移動しながらテーブル１２の両側に配置した砥石３、３でワークのＹ方向の両側辺ｅ、ｅの加工を行う装置である。この周縁加工装置では、装置に設置した２台のカメラ５、５でワークｗの角又は角部付近に付したマークｍ１、ｍ２、ｍ３を読み取って、テーブル１２上でのワークｗの位置及び角度の偏倚（ずれ）を検出し、検出した偏倚量に基づいて、テーブル１２の回転角や工具３の切り込み方向（図のＸ方向）の位置指令を補正している。各側の砥石３とカメラ５は、それぞれの側に設けたＸ方向送り台２１、２１に搭載されており、カメラ５で検出されたＸ方向の偏倚量がそのまま砥石３のＸ方向の位置の補正値となる。   The apparatus shown in FIG. 7 processes the side edges e and e of the workpiece in the Y direction with the grindstones 3 and 3 arranged on both sides of the table 12 while moving the glass substrate w fixed on the table 12 in the Y direction in the figure. It is a device that performs. In this peripheral processing apparatus, the marks m1, m2, and m3 attached to the corners of the work w or near the corners are read by the two cameras 5 and 5 installed in the apparatus, and the position and angle of the work w on the table 12 are read. And the position command of the rotation angle of the table 12 and the cutting direction of the tool 3 (X direction in the figure) is corrected based on the detected amount of deviation. The grindstone 3 and the camera 5 on each side are mounted on X-direction feed bases 21 and 21 provided on the respective sides, and the amount of deviation in the X direction detected by the camera 5 is the position of the grindstone 3 in the X direction as it is. It becomes a correction value.

図８に示した装置は、ワークｗを固定したテーブル１２の鉛直軸Ｐ回りの回転角θと、テーブル中心Ｐに向けて図のＸ方向に接近及び離隔する工具３の移動量ｘとを関連付けて制御すること（以下、「コンタリング方式」と言う。）により、ワークｗに自由形状の周縁加工を行う装置である。この周縁加工装置では、テーブルを回転させるか又はカメラ５を図の紙面直角方向に移動させることにより、工具３をＸ方向に移動させる横送り台２１に搭載した１個のカメラ５でテーブル１２上に置かれたワークｗの複数箇所の角を検出することで、テーブル１２上でのワークｗの位置及び角度の偏倚を検出し、検出した偏倚量に基づいて、テーブル１２の回転角や工具３のＸ軸方向の位置指令を補正している。   The apparatus shown in FIG. 8 associates the rotation angle θ around the vertical axis P of the table 12 to which the workpiece w is fixed with the movement amount x of the tool 3 approaching and separating from the table center P in the X direction in the figure. This is a device that performs free-form peripheral processing on the workpiece w by controlling (hereinafter referred to as “contouring method”). In this peripheral edge processing apparatus, by rotating the table or moving the camera 5 in the direction perpendicular to the paper surface of the drawing, the single camera 5 mounted on the lateral feed base 21 that moves the tool 3 in the X direction is used on the table 12. The position and angle deviation of the workpiece w on the table 12 are detected by detecting the corners of the workpiece w placed on the table 12, and the rotation angle of the table 12 and the tool 3 are detected based on the detected deviation amount. The position command in the X-axis direction is corrected.

また、旋盤などの金属加工機械においても、機内にカメラを設置して当該カメラで撮影した画像を制御盤のディスプレイに表示することにより、手動操作でテスト加工を行う際などのオペレータによる機械の動作確認を容易にした装置が提案されている。   Also, in metal processing machines such as lathes, the machine operation by the operator such as when performing manual processing by performing a manual operation by installing a camera in the machine and displaying the image taken with the camera on the display of the control panel An apparatus that facilitates confirmation has been proposed.

機械は、運転に伴う発熱や環境温度の変化によって熱変形する。工作機械では、機械の部分的な熱変形やワークと機械の熱変形の差によって加工誤差が生じる。また、機械は長年の使用により、摺動部の摩耗や軸受の損傷などにより、ガタが生ずる。このガタもまた工作機械の加工精度を低下させ、不良品を発生する原因となる。不良品が発生したときは、その原因を追及するために機械精度の測定が行われる。また、そのような不良品の発生を未然に防ぐためには、定期的に機械精度の測定を行う必要がある。   The machine is thermally deformed due to heat generated during operation and changes in environmental temperature. In machine tools, machining errors occur due to partial thermal deformation of the machine and differences between the thermal deformation of the workpiece and the machine. In addition, the machine becomes loose due to wear of the sliding portion or damage to the bearing due to long-term use. This looseness also reduces the machining accuracy of the machine tool and causes defective products. When a defective product occurs, machine accuracy is measured to investigate the cause. Further, in order to prevent the occurrence of such defective products, it is necessary to periodically measure the mechanical accuracy.

部材の摩耗等による工作機械の加工精度の低下は、刃物台などの直線移動部材の位置決め精度の低下と、主軸や旋回テーブルなどの回転部材の回転位置決め精度の低下が主な要因である。直線移動部材の精度の計測は、図９に示すように、所定位置に位置決めした直線移動部材５１の実際の位置をダイヤルケージや接触センサ５２で検出することにより行っており、回転部材の回転角の精度は、図１０に示すように、回転部材５３に多面鏡５４を取り付け、各反射面５５がオートコリメータ５６などの光学測定器に向いたときの投射光と反射光のずれにより計測している。   The decrease in the processing accuracy of the machine tool due to the wear of the members is mainly due to the decrease in the positioning accuracy of the linearly moving member such as the tool post and the decrease in the rotational positioning accuracy of the rotating member such as the spindle and the turning table. As shown in FIG. 9, the accuracy of the linear moving member is measured by detecting the actual position of the linear moving member 51 positioned at a predetermined position with a dial cage or a contact sensor 52, and the rotational angle of the rotating member. As shown in FIG. 10, the accuracy is measured by the difference between the projected light and the reflected light when a polygon mirror 54 is attached to the rotating member 53 and each reflecting surface 55 faces an optical measuring instrument such as an autocollimator 56. Yes.

すなわち、機械の各部材の移動軸や回転軸について、それらの精度を計測するのに必要な測定器を所定の箇所に取り付け、部材のあるべき位置と実際の位置との偏倚量の測定値から当該部材の駆動源（サーボモータなど）に与える指令値を補正する補正値（補正パラメータ）を求めて制御器に設定することにより、所望の加工精度が維持されるようにしている。   That is, with respect to the movement axis and rotation axis of each member of the machine, a measuring instrument necessary for measuring the accuracy thereof is attached to a predetermined location, and from the measured value of the deviation amount between the position where the member should be and the actual position A desired machining accuracy is maintained by obtaining a correction value (correction parameter) for correcting a command value to be given to a drive source (such as a servo motor) of the member and setting it in the controller.

特開２０１３−０３５０８９号公報JP 2013-035089 A

工作機械の精度低下を認識しないまま機械を使用し続けて不良品を発生すると、多大な損失を招くことになるので、定期的に機械精度を測定して機械の精度低下や熱変形に対応する補正値を設定することにより、加工精度の維持を図ることは極めて重要である。   If you continue to use the machine without recognizing the deterioration of the accuracy of the machine tool and generate defective products, it will cause a great deal of loss, so measure the machine accuracy regularly to deal with the machine accuracy drop and thermal deformation It is extremely important to maintain machining accuracy by setting a correction value.

しかし、不良品の発生を確実に防止しようとすると、頻繁に機械精度の確認（測定）を行わねばならず、従来の機械精度の測定方法では長時間機械を停止して測定を行う必要があり、測定のための作業負担も大きかった。すなわち、測定のためには機械を停止して、機械が備えている複数の移動部材や回転部材について、その移動方向毎にピックテスタやオートコリメータなどの測定器を取り付けて計測する必要があり、高額の測定器が必要であるほか、高度な測定技術と多大な作業時間を必要とする。そして、この測定の間、ワークの加工作業が停止するので、生産性も低下するなど、経済的負担及び計測作業者の作業負担が大きいという問題があった。   However, in order to reliably prevent the occurrence of defective products, machine accuracy must be frequently checked (measured), and the conventional machine accuracy measurement method requires that the machine be stopped for a long period of time. The work burden for the measurement was also heavy. In other words, for measurement, it is necessary to stop the machine and measure a plurality of moving members and rotating members provided in the machine by attaching measuring instruments such as a pick tester and an autocollimator for each moving direction. In addition to this, it requires advanced measurement technology and a lot of work time. In addition, since the work processing of the workpiece is stopped during the measurement, there is a problem that the economic burden and the work burden of the measurement operator are large, such as a decrease in productivity.

この発明は、ワークの連続加工中に、その加工を行っている工作機械の移動部材や回転部材、特に加工精度に大きく影響する虞のある移動部材や回転部材の位置決め精度を計測して、必要に応じて制御器に登録される補正値を変更しながら連続加工を継続することができ、更にそれらの部材を支持する軸受や駆動系の損傷による故障の発生を予知することも可能な工作機械を得ることを課題としている。   This invention is necessary to measure the positioning accuracy of moving and rotating members of machine tools that are processing the workpiece, especially moving and rotating members that may greatly affect the processing accuracy during continuous processing of workpieces. Machine tools that can continue continuous machining while changing the correction value registered in the controller according to the situation, and can also predict the occurrence of failure due to damage to the bearings and drive systems that support these members The challenge is to obtain.

この発明は、機械内部の画像を取得するカメラ５を備え、制御器４は加工プログラムに従って生成される指令値を設定されている補正値で補正して各駆動装置を動作させることによりワークの連続加工を行う工作機械において、移動台２１ないし回転台１２にワークｗが搬入されたときに、カメラ５で搬入されたワークｗの位置ずれを検出し、検出された位置ずれに基づいてワーク１個毎にワークｗの位置ずれによる補正値を演算して制御器４に設定してワークｗの加工を行い、ワークが搬出されたときに、前記カメラ５を用いて定期的に移動台２１ないし回転台１２の同一部位を撮影して取得した画像から機械の偏倚量の変化を測定することを特徴とする機械の自己診断方法、及び、その診断結果に基づいて、当該移動台ないし回転台に対する動作指令の補正値の設定ないし変更を行うことを特徴とする補正値の自動設定方法を提供することにより、上記課題を解決したものである。 The present invention includes a camera 5 that acquires an image inside the machine, and a controller 4 corrects a command value generated according to a machining program with a set correction value and operates each driving device to operate the workpiece continuously. In a machine tool that performs processing, when a workpiece w is carried into the movable table 21 or the rotary table 12, a positional deviation of the workpiece w carried by the camera 5 is detected, and one workpiece is detected based on the detected positional deviation. Each time the workpiece w is processed by calculating a correction value due to the positional deviation of the workpiece w and setting it in the controller 4, and when the workpiece is unloaded, the camera 5 is used to periodically rotate the platform 21 or rotate. A self-diagnosis method of a machine characterized in that a change in the amount of deviation of the machine is measured from an image acquired by imaging the same part of the table 12, and based on the diagnosis result, Possible to set or change the correction value of the operation command by providing a method of automatically setting the correction value, characterized in that is obtained by solving the above problems.

制御器４は、自己診断プログラム並びにカメラ５を撮像対象となる移動台ないし回転台の所定箇所に位置決めする位置決め手段、画像を取得する画像取得手段、取得画像から所定箇所の現実の位置を検出する位置検出手段、当該検出した位置と制御器に登録ないし記憶した本来の位置との偏倚を演算する演算手段を備え、更に、演算した偏倚からテーブルや送り台の各制御軸方向の補正値を演算する補正値演算手段、及び演算した補正値を制御器の所定の記憶領域に記憶する補正値設定手段を備える。   The controller 4 detects a self-diagnosis program and positioning means for positioning the camera 5 at a predetermined position of a moving table or a rotating table to be imaged, an image acquisition means for acquiring an image, and an actual position of the predetermined position from the acquired image. Position detection means, and a calculation means for calculating a deviation between the detected position and the original position registered or stored in the controller, and further, a correction value in each control axis direction of the table or the feed base is calculated from the calculated deviation. And a correction value setting means for storing the calculated correction value in a predetermined storage area of the controller.

自己診断プログラムは、機械の運転時間やワーク加工数が制御器に予め登録した自己診断間隔に達した後の加工動作終了時に呼び出される。自己診断プログラムは、前記位置決め手段によりテーブルその他の回転台や送り台とカメラを計測位置に移動し、画像取得手段で当該位置でカメラの画像を取得し、位置検出手段により当該画像から検出対象箇所の位置を検出し、偏倚演算手段により検出対象箇所の本来あるべき位置からの偏倚を検出する。これらの操作を複数回繰り返すことにより、複数の偏倚量を求める。そして、これらの偏倚からテーブルや送り台の各制御軸方向の補正値を演算して制御器に設定されている補正値を新しく演算した補正値に更新する。   The self-diagnosis program is called at the end of the machining operation after the machine operation time and the number of workpieces have reached the self-diagnosis interval registered in advance in the controller. The self-diagnosis program moves the table or other rotating table or feed table and the camera to the measurement position by the positioning unit, acquires the image of the camera at the position by the image acquisition unit, and detects the position to be detected from the image by the position detection unit. The position from the position where the detection target should be originally is detected by the bias calculation means. By repeating these operations a plurality of times, a plurality of deviation amounts are obtained. Then, the correction values in the control axis directions of the table and feed table are calculated from these deviations, and the correction values set in the controller are updated to the newly calculated correction values.

上記の手順において、検出ないし演算した複数の偏倚量相互ないし補正値相互の差が予め登録したしきい値を超えているときは警告を発して、必要な場合には連続加工を終了して機械を停止する。   In the above procedure, a warning is issued when the difference between a plurality of deviations detected or calculated or between correction values exceeds a pre-registered threshold value, and if necessary, the continuous machining is terminated and the machine is terminated. To stop.

この発明の自己診断方法によれば、オペレータの管理や作業を全く必要とせずに機械精度の低下による不良品の発生の虞が事前に検知されるため、不良品の発生を未然に防止でき、更に、機械故障に繋がる虞のある機械のガタや変形を検知したときに警告を発することにより、機械故障を事前に防止することができる。   According to the self-diagnosis method of the present invention, since the possibility of occurrence of defective products due to a decrease in machine accuracy is detected in advance without requiring any management or work by an operator, the occurrence of defective products can be prevented in advance. Furthermore, the machine failure can be prevented in advance by issuing a warning when the play or deformation of the machine that may cause the machine failure is detected.

また、機械内部に設けられているカメラを用い、診断のタイミング及び計測動作、更に計測結果の判定までがプログラム動作で行われるため、オペレータの熟練を必要とせずに誰でも現状の機械精度を把握することができる。   In addition, since the diagnosis timing, measurement operation, and determination of the measurement result are performed by a program operation using the camera installed inside the machine, anyone can grasp the current machine accuracy without requiring operator skill. can do.

また、計測に用いるカメラは、ワークの位置決め確認や加工精度計測用のカメラを使用するので、機械の偏倚を測定するための高額な測定器を用意する必要がなく、計測作業のために長い時間機械を停止させることもないので、計測に要する費用や機械稼働のロスを大幅に軽減できる。 The camera used for the measurements, so use the camera for positioning check processing accuracy measurement of the workpiece, it is not necessary to prepare an expensive measuring device for measuring the deviation of the machine, long for a total measurement work Since the machine is not stopped for a long time, the cost required for measurement and the loss of machine operation can be greatly reduced.

また、この発明の補正値の自動設定方法によれば、上記の自己診断法による効果が発揮されるほか、補正値の算出ミスや入力ミスなどの人為的ミスを防止することができ、補正値が自動的に変更されて連続運転を継続することができるので、高い加工精度を維持できると共に、機械稼働率の向上による生産性の向上とオペレータの作業負担の軽減を図れるという効果がある。   In addition, according to the correction value automatic setting method of the present invention, the effect of the above self-diagnosis method is exhibited, and human error such as correction value calculation mistakes and input mistakes can be prevented. Is automatically changed and continuous operation can be continued, so that high machining accuracy can be maintained, and productivity can be improved by reducing the machine operating rate and the burden on the operator can be reduced.

周縁加工装置の側面図Side view of peripheral processing equipment 図１の装置の主要な機器配置を示す平面図FIG. 1 is a plan view showing the main equipment arrangement of the apparatus of FIG. コンタリング方式の加工を示す説明図Explanatory drawing showing contouring process 取得したカメラの画像の例を示す図The figure which shows the example of the image of the acquired camera 連続加工手順を示すフローチャートFlow chart showing continuous processing procedure 自己診断及び補正値の設定手順を示すフローチャートFlow chart showing self-diagnosis and correction value setting procedure 大型ガラス板の周縁加工装置の例を示す模式的な斜視図Schematic perspective view showing an example of a peripheral processing apparatus for a large glass plate 小型ないし中型ガラス板の周縁加工装置の例を示す模式的な斜視図Schematic perspective view showing an example of a peripheral processing apparatus for a small to medium glass plate 移動台の位置計測の従来例を示す模式図Schematic diagram showing a conventional example of moving table position measurement 回転台の回転角計測の従来例を示す模式図Schematic diagram showing a conventional example of rotation angle measurement of a turntable

以下、コンタリング方式の周縁加工装置を例にして、この発明の実施形態を説明する。図はこの種の周縁加工装置の一例を示す図で、特許文献１で提案している装置であり、図１は側面図、図２は要部の機器配置を示す平面図である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described using a contouring type peripheral processing apparatus as an example. FIG. 1 is a view showing an example of this kind of peripheral edge processing apparatus, which is an apparatus proposed in Patent Document 1, FIG. 1 is a side view, and FIG. 2 is a plan view showing an arrangement of main parts.

図において、１はワーク軸である。ワーク軸１は、鉛直方向の中空の回転軸で、上端にテーブル１２が設けられており、加工されるワーク（ガラス板）ｗは、テーブル１２の上面に水平姿勢で保持される。テーブル１２の上面には、ワーク軸１の中空孔を通して負圧が供給されており、ワークｗは、下面を真空吸着されてテーブル１２に固定される。ワーク軸１の下端には、主軸モータ（サーボモータ）１５が連結されており、当該主軸モータ１５は、サーボアンプ４１を介して制御器４に接続され、制御器４の指令によってワーク軸１の回転角が制御されている。   In the figure, 1 is a workpiece axis. The workpiece shaft 1 is a vertical rotating shaft in the vertical direction, and a table 12 is provided at the upper end. A workpiece (glass plate) w to be processed is held on the upper surface of the table 12 in a horizontal posture. A negative pressure is supplied to the upper surface of the table 12 through a hollow hole of the work shaft 1, and the lower surface of the work w is fixed to the table 12 by vacuum suction. A spindle motor (servo motor) 15 is connected to the lower end of the work shaft 1, and the spindle motor 15 is connected to the controller 4 via a servo amplifier 41. The rotation angle is controlled.

ワーク軸１の上方には、横送り台２１が設けられている。横送り台２１は、図示しない水平方向の横ガイドに移動自在に案内され、横送りモータ（サーボモータ）２３で回転駆動される横送りねじ２４に螺合している。横送りモータ２３は、制御器４に接続されており、横送り台２１の移動位置が制御器４によって制御されている。   A lateral feed base 21 is provided above the work shaft 1. The lateral feed base 21 is movably guided by a horizontal lateral guide (not shown) and is screwed into a lateral feed screw 24 that is rotationally driven by a lateral feed motor (servo motor) 23. The lateral feed motor 23 is connected to the controller 4, and the movement position of the lateral feed base 21 is controlled by the controller 4.

横送り台２１には、縦送り台２５が設けられている。縦送り台２５は、横送り台２１に固定した鉛直方向の縦ガイドに移動自在に装着され、縦送りモータ２６で回転駆動される縦送りねじ２７に螺合している。   The horizontal feed table 21 is provided with a vertical feed table 25. The vertical feed base 25 is movably mounted on a vertical vertical guide fixed to the horizontal feed base 21 and is screwed to a vertical feed screw 27 that is rotationally driven by a vertical feed motor 26.

縦送り台２５には、鉛直方向の砥石軸３１が軸支され、この砥石軸の下端に砥石３が装着されている。砥石軸３１の上端は、歯付ベルト３３を介して砥石駆動モータ３４に連結されている。図の装置は、砥石軸が１本であるが、複数本の砥石軸を設けて径や形状の異なる複数種の砥石を装着可能な装置も多く用いられている。   A vertical grindstone shaft 31 is pivotally supported on the vertical feed base 25, and the grindstone 3 is attached to the lower end of the grindstone shaft. The upper end of the grindstone shaft 31 is connected to a grindstone drive motor 34 via a toothed belt 33. The apparatus shown in the figure has one grindstone axis, but many apparatuses are provided that are provided with a plurality of grindstone axes and that can be equipped with a plurality of types of grindstones having different diameters and shapes.

ワーク軸１の軸心及び砥石軸３１の軸心は、横送り台２１の移動方向と平行な同一鉛直面ｓ上に位置している。図３に示したように、コンタリング方式では、制御器４で横送り台２１の移動量（＝砥石３の移動量）ｘとワーク軸１の回転角θとを関連付けて制御することにより、所望の平面形状の周縁加工を行う。   The axis of the work shaft 1 and the axis of the grindstone shaft 31 are located on the same vertical plane s parallel to the moving direction of the lateral feed base 21. As shown in FIG. 3, in the contouring method, the controller 4 associates and controls the movement amount (= movement amount of the grindstone 3) x of the lateral feed base 21 and the rotation angle θ of the workpiece shaft 1, A peripheral processing of a desired planar shape is performed.

横送り台２１の定位置には、テーブル１２上に搬入されたワークの画像を取得するためのカメラ５が設けられている。このカメラ５は、図２に示すように、その光軸が前記鉛直面ｓを通る位置に設けられている。   A camera 5 for obtaining an image of a work carried on the table 12 is provided at a fixed position of the lateral feed base 21. As shown in FIG. 2, the camera 5 is provided at a position where its optical axis passes through the vertical plane s.

テーブル１２の角部Ａ、Ｂの上面には、それぞれマークａ、ｂが刻設されている。テーブル１２上でのこのマークａ、ｂの位置は分かっているから、テーブル１２を回転してマークａ、ｂを前記鉛直面ｓに位置させたときのワーク軸１の原点角度からの回転角と、鉛直面ｓ上に位置したマークにカメラ５の光軸を一致させるときの横送り台の移動位置は、演算によって求めることができる。   Marks a and b are engraved on the upper surfaces of the corners A and B of the table 12, respectively. Since the positions of the marks a and b on the table 12 are known, the rotation angle from the origin angle of the workpiece axis 1 when the table 12 is rotated and the marks a and b are positioned on the vertical plane s The moving position of the lateral feed base when the optical axis of the camera 5 is made to coincide with the mark located on the vertical plane s can be obtained by calculation.

そこで、制御器４で横送りモータ２３と主軸モータ１５を回転して、マークａをカメラ５の光軸の位置に位置決めし、カメラ５で角部Ａの画像を取得する。図４は、カメラが取得した画像の例を示した図である。取得した画像からマークａの画像中心からの位置を検出することができる。次に、テーブル１２を１８０度回転し、要すれば横送り台２１を移動して、マークｂをカメラ５の光軸の位置に位置決めし、カメラ５で角部Ｂの画像を取得する。   Therefore, the controller 4 rotates the transverse feed motor 23 and the spindle motor 15 to position the mark a at the position of the optical axis of the camera 5, and the camera 5 acquires an image of the corner A. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an image acquired by the camera. The position of the mark a from the image center can be detected from the acquired image. Next, the table 12 is rotated 180 degrees, and if necessary, the lateral feed base 21 is moved to position the mark b at the position of the optical axis of the camera 5, and the image of the corner B is acquired by the camera 5.

このようにして取得した画像上のマークａ、ｂのカメラ光軸からの偏倚を計測することにより、テーブル１２の回転角の誤差（初期位置からのずれ）及び横送り台２１の位置決め誤差を計測することができる。また、テーブル１２及び横送り台２１を反対方向から回転及び移動してマークａ、ｂをカメラ５の光軸に一致させて同様な計測を行うことにより、反対方向から計測したときの誤差と最初に計測したときの誤差との差により、摩耗などにより生じた機械のガタを計測することができる。   By measuring the deviation of the marks a and b on the acquired image from the optical axis of the camera, the error of the rotation angle of the table 12 (deviation from the initial position) and the positioning error of the lateral feed base 21 are measured. can do. Further, by rotating and moving the table 12 and the lateral feed base 21 in the opposite directions to make the marks a and b coincide with the optical axis of the camera 5 and performing the same measurement, the error and the initial value when measured from the opposite direction are first measured. The backlash of the machine caused by wear or the like can be measured by the difference from the error when it is measured.

なお、テーブル１２にマークａ、ｂを刻設しない場合であっても、画像上におけるテーブルの周縁の線の交点からテーブル１２の角を検出することができる。この場合には、テーブル１２の対象とする角Ａ、Ｂがあるべき位置に光軸Ｃｏを位置決めしたカメラ５でテーブルの角部Ａの画像を取得し、次にテーブル１２を１８０度回転して角部Ｂの画像を取得する。取得した画像には、テーブルの縁の映像として直交する２本の線分が写っているから、この２本の交点の画像上での座標を取得できる。   Even if the marks a and b are not engraved on the table 12, the corner of the table 12 can be detected from the intersection of the peripheral lines of the table on the image. In this case, an image of the corner A of the table is acquired by the camera 5 in which the optical axis Co is positioned at the position where the angles A and B as the target of the table 12 should be, and then the table 12 is rotated 180 degrees. An image of corner B is acquired. Since the acquired image includes two orthogonal line segments as the image of the table edge, the coordinates of the two intersections on the image can be acquired.

上記のようにして取得したマークａ、ｂないし角Ａ、Ｂの頂点の位置を比較することにより、次のような内容の機械状態の自己診断及びその計測結果に基づく補正処理を行うことができる。
（１）機械の使用開始時及びその後の制御器に予め登録した機械稼働時間や加工個数毎に、テーブルのＸ及びＹ方向のずれ量を比較し、熱偏倚の状況を確認する。また、ずれ量を基に、熱偏倚のずれを補正する補正値を制御器に自動で設定する。
（２）テーブル及び横送り台を停止した状態で同一箇所を複数回撮影し、それらの画像におけるマークａ、ｂや角Ａ、Ｂの頂点の位置を比較することにより、機械振動の状態を確認することができる。比較した位置のばらつきが予め登録したしきい値より大きいときは、例えば横送り台の駆動系に生じた遊びの増大などが考えられるので、警告を発してオペレータに注意を促す。
（３）テーブルを同じ角度に繰り返し位置決めして同一箇所を撮影し、それらの画像におけるマークａ、ｂや角Ａ、Ｂの頂点の位置を比較することにより、テーブルを支持している主軸ベアリングなどのテーブル支持系や主軸モータなどの駆動系の異常を検出することができ、異常と判定されたときに警告を発する。 By comparing the positions of the vertices of the marks a and b or the corners A and B acquired as described above, the following self-diagnosis of the machine state and correction processing based on the measurement result can be performed. .
(1) The amount of deviation in the X and Y directions of the table is compared at the start of use of the machine and for each machine operation time and the number of workpieces registered in advance in the controller to confirm the state of thermal deviation. Further, a correction value for correcting the deviation of the thermal deviation is automatically set in the controller based on the deviation amount.
(2) Photographing the same part multiple times with the table and lateral feed stand stopped, and confirming the state of mechanical vibration by comparing the positions of the marks a, b and the corners of the corners A, B in those images can do. When the compared position variation is larger than a pre-registered threshold value, for example, an increase in play that has occurred in the drive system of the lateral feed base may be considered, so a warning is issued to alert the operator.
(3) The table is repeatedly positioned at the same angle, the same part is photographed, and the spindle bearings supporting the table, etc. are compared by comparing the positions of the marks a, b and the apexes of the corners A, B in the images. An abnormality in the drive system such as the table support system and the spindle motor can be detected, and a warning is issued when it is determined as an abnormality.

次に図５及び６を参照して、上述した装置におけるこの発明の自己診断及び機械精度の補正方法を説明する。まず、連続加工を開始するに先立って、制御器４に運転時間を計時するタイマを設け、自己診断を実施する時間間隔と許容されるガタ（遊び）の許容値とを設定しておく。   Next, with reference to FIGS. 5 and 6, the self-diagnosis and machine accuracy correction method of the present invention in the above-described apparatus will be described. First, prior to starting the continuous machining, a timer for measuring the operation time is provided in the controller 4, and a time interval for performing the self-diagnosis and an allowable play (allowance) are set in advance.

連続加工手順を示す図５において、加工が開始されると、制御器４は、搬入搬出装置からのワーク搬入完了信号を待つ。ワークが搬入されたら、例えば特許文献１に記載された手順でテーブル１２上に搬入されたワークｗの位置ずれを検出し、当該検出された位置ずれに基づいてワーク１個毎に当該ワークの位置ずれによる補正値を演算して制御器に設定する。そして、テーブル上の１個のワークの加工を行い、加工が終了したら終了信号を搬入搬出装置に送ってテーブル１２上からのワークｗの搬出を待つ。ワークが搬出されたら、図６で説明する自己診断プログラムを実行し、制御が戻ったら次のワークがあれば最初に戻って次のワークの搬入を待つ。次のワークがなければ連続加工手順を終了する。   In FIG. 5 showing the continuous machining procedure, when machining is started, the controller 4 waits for a workpiece loading completion signal from the loading / unloading device. When the work is loaded, for example, the position shift of the work w loaded on the table 12 is detected by the procedure described in Patent Document 1, and the position of the work is detected for each work based on the detected position shift. The correction value due to deviation is calculated and set in the controller. Then, one workpiece on the table is processed, and when the processing is completed, an end signal is sent to the loading / unloading device to wait for the workpiece w to be unloaded from the table 12. When the work is unloaded, the self-diagnosis program described in FIG. 6 is executed. When the control returns, if there is a next work, the process returns to the beginning and waits for the next work to be carried. If there is no next workpiece, the continuous machining procedure is terminated.

図６は、自己診断プログラムの手順である。この手順には、機械精度の補正手順が含まれている。この手順の実行が開始されると、まず制御器４に設けた運転時間タイマで計時されている運転時間が自己診断を実行する時間間隔に達しているかどうかが判断され（ステップ６１）、達していなければ直ちに終了して連続加工手順に戻る。自己診断の時間間隔に達している場合には、予め登録されている角度にテーブル１２を回転させると共に、予め登録されている位置に横送り台２１を移動して第１のマークａをカメラ５の光軸上に位置させる（ステップ６２）。そして、カメラ５の画像を取得し（ステップ６３）、取得した画像からマークａを検出してその本来の位置（光軸中心）からの偏倚を検出する（ステップ６４）。次にテーブルを１８０度回転し、カメラの画像を取得することによってマークｂを検出して、そのあるべき位置からの偏倚を検出する（ステップ６５〜６８）。この２つのマークａ、ｂの偏倚からテーブルの回転角の偏倚と、テーブル中心と横送り台２１とのＸ方向（横送り台の送り方向）とこれに直交するＹ方向の偏倚を演算できるが、Ｙ方向の偏倚が加工精度に及ぼす影響は小さいので、テーブル角度と横送り台の位置偏倚を補正するための第１の補正値を求めて記憶する（ステップ６９）。   FIG. 6 shows the procedure of the self-diagnosis program. This procedure includes a mechanical accuracy correction procedure. When the execution of this procedure is started, it is first determined whether or not the operation time counted by the operation time timer provided in the controller 4 has reached the time interval for executing the self-diagnosis (step 61). If not, it ends immediately and returns to the continuous processing procedure. When the self-diagnosis time interval has been reached, the table 12 is rotated to a pre-registered angle, and the horizontal feed base 21 is moved to a pre-registered position to place the first mark a on the camera 5. (Step 62). Then, an image of the camera 5 is acquired (step 63), the mark a is detected from the acquired image, and a deviation from its original position (optical axis center) is detected (step 64). Next, the table is rotated 180 degrees, and the mark b is detected by acquiring an image of the camera, and deviation from the position where it should be is detected (steps 65 to 68). From the deviations of these two marks a and b, the deviation of the rotation angle of the table, the X direction between the table center and the lateral feed base 21 (the feed direction of the lateral feed base), and the deviation in the Y direction perpendicular to this can be calculated. Since the influence of the deviation in the Y direction on the machining accuracy is small, a first correction value for correcting the table angle and the position deviation of the lateral feed base is obtained and stored (step 69).

次にテーブル１２と横送り台２１とを反対方向から移動して同様な操作によりマークａとｂの画像を取得して、前記と同様に第２の補正値を演算する（ステップ７０〜７７）。そして、第１と第２の補正値の差が登録された遊びの許容値より大きいときは、これを制御器に対する補正値の設定によって解消することは困難なので、警告を発して運転を停止する。もし、第１と第２の補正値の差が許容値以下であれば、それらの補正値の平均値を現在補正値として設定し（ステップ７８）、運転時間タイマをリセットして連続加工手順に戻る。   Next, the table 12 and the lateral feed base 21 are moved from opposite directions, and the images of the marks a and b are acquired by the same operation, and the second correction value is calculated in the same manner as described above (steps 70 to 77). . When the difference between the first and second correction values is larger than the registered allowance value, it is difficult to eliminate this by setting the correction value for the controller, so a warning is issued and the operation is stopped. . If the difference between the first and second correction values is less than the allowable value, the average value of these correction values is set as the current correction value (step 78), the operation time timer is reset, and the continuous machining procedure is entered. Return.

上記の実施例に示した装置及び手順は、テーブルの回転と工具のＸ方向のみの移動によってワークの加工を行うものであるが、工具をＸ、Ｙ方向に移動して加工を行う装置では、テーブル上に設定した一箇所をカメラで撮影した画像からＸ、Ｙ両方向の偏倚を検出することにより、経時変化や熱偏差による工具とテーブルの相対位置関係の変化を検出して、自動でこれらの偏倚を補正するための補正値を制御器に設定する。   In the apparatus and procedure shown in the above embodiment, the workpiece is processed by rotating the table and moving the tool only in the X direction. However, in the apparatus for moving the tool in the X and Y directions, By detecting deviations in both the X and Y directions from an image taken by a camera at one location set on the table, changes in the relative positional relationship between the tool and the table due to changes over time and thermal deviations are detected, and these are automatically detected. A correction value for correcting the bias is set in the controller.

また、上記の自己診断手順におけるステップ６３や６６で機械を停止させたまま同一箇所を複数回撮影して、それら相互の画像の偏倚を検出することにより、機械振動の確認を行うことが可能で、その複数回の画像における対象物の画像の位置に設定された許容値を超えるばらつきがあるときは、何らかの異常が発生しているとして警告を発するようにすることができる。   In addition, it is possible to check the mechanical vibration by photographing the same location several times while stopping the machine in steps 63 and 66 in the above self-diagnosis procedure, and detecting the deviation of the mutual images. When there is a variation exceeding the set allowable value in the position of the image of the object in the plurality of images, it is possible to issue a warning that some abnormality has occurred.

また、上記の自己診断手順におけるステップ６２〜６７を繰り返して複数の画像を取得し、その画像相互の対象物の位置のばらつきを確認することができる。このばらつきが大きいときは、例えば主軸モータ１５を含む主軸の駆動系や主軸を軸支している軸受、あるいは横送り台２１の駆動系に異常が発生していると考えられるので、このような場合にもそのばらつきの量が予め設定された許容値を超えているときは、警告を発して機械の点検を促すこともできる。   Further, it is possible to acquire a plurality of images by repeating steps 62 to 67 in the above self-diagnosis procedure, and confirm the variation in the position of the object between the images. When this variation is large, for example, it is considered that an abnormality has occurred in the drive system of the spindle including the spindle motor 15, the bearing supporting the spindle, or the drive system of the lateral feed base 21. In some cases, if the amount of variation exceeds a preset allowable value, a warning can be issued to prompt the machine to be checked.

上記実施例で説明した工作機械は、コンタリング方式によるガラス板の周縁加工装置であるが、図７に示した装置や工具を２次元平面上で移動して加工を行うマシニングセンタのような機械にもこの発明の方法を採用することができる。特に、カメラが工具の切り込み方向に送る送り台に搭載されている機械においては、カメラと工具との相対位置関係が変化せず、検出された偏倚量をそのまま当該方向の補正値とすることができるので、この発明の方法が特に有効である。   The machine tool described in the above embodiment is a peripheral processing apparatus for a glass plate by the contouring method. However, the machine tool shown in FIG. 7 is a machine such as a machining center that performs processing by moving the apparatus or tool on a two-dimensional plane. Also, the method of the present invention can be adopted. In particular, in a machine mounted on a feed base in which the camera sends in the cutting direction of the tool, the relative positional relationship between the camera and the tool does not change, and the detected deviation amount can be used as a correction value in that direction as it is. Since this is possible, the method of the present invention is particularly effective.

以上のように、この発明の方法によれば、既存の装置に検出器や計測器を追加設置することなく、制御器に自己診断プログラムと各種の許容値を登録して連続加工中に適時自己診断プログラムを呼び出すことのみによって機械精度の診断とそれぞれの時点における機械の熱偏倚などに応じた補正値を設定することが可能になり、更に自己診断プログラムで複数の画像を取得してそれらを相互比較することによって機械の異常や故障を発見することができ、不良品の発生を防止することができるばかりでなく、機械の摩耗や故障を初期段階で発見することができるという効果がある。   As described above, according to the method of the present invention, a self-diagnostic program and various allowable values are registered in the controller without adding a detector or a measuring instrument to the existing apparatus, and the self-timer can perform timely during continuous machining. It is possible to set a correction value according to the machine accuracy diagnosis and the thermal bias of the machine at each point of time only by calling the diagnosis program. By comparing, it is possible to find an abnormality or failure of the machine, and it is possible not only to prevent the occurrence of defective products, but also to discover the wear and failure of the machine at an early stage.

１ ワーク軸
３ 砥石
４ 制御器
５ カメラ
12 テーブル
15 主軸モータ
21 横送り台
23 送り装置（横送りモータ）
A,B テーブルの角部
a,b 角部に刻設したマーク
Ｐ テーブルの中心
ｗ ワーク 1 Work axis 3 Grinding wheel 4 Controller 5 Camera
12 tables
15 Spindle motor
21 Horizontal feed base
23 Feeder (transverse motor)
A, B Table corner
a, b Marks carved at the corners P Table center w Work

Claims (4)

機械内部の画像を取得するカメラを備え、制御器は加工プログラムに従って生成される指令値を設定されている補正値で補正して加工に用いる移動台ないし回転台の各駆動装置を動作させることによりワークの連続加工を行う工作機械の機械精度の自己診断方法において、
前記移動台ないし回転台にワークが搬入されたときに、前記カメラで搬入されたワークの位置ずれを検出し、検出された位置ずれに基づいてワーク１個毎に当該ワークの位置ずれによる補正値を演算して制御器に設定してワークの加工を行い、
ワークが搬出されたときに定期的に、前記カメラで前記移動台ないし回転台の同一箇所を撮影して取得した画像から機械の偏倚量の変化を検出し、検出された偏倚量が制御器に設定したしきい値を超えたときに警告を発することを特徴とする、工作機械の自己診断方法。 The camera is equipped with a camera that captures the image inside the machine, and the controller corrects the command value generated according to the machining program with the set correction value and operates each drive device of the moving table or the rotating table used for machining. In the self-diagnosis method of machine accuracy of machine tools that perform continuous machining of workpieces,
When a workpiece is loaded onto the movable table or the rotary table, a positional deviation of the workpiece carried in by the camera is detected, and a correction value due to the positional deviation of the workpiece is detected for each workpiece based on the detected positional deviation. Is calculated and set in the controller to process the workpiece,
Periodically when the work is carried out to detect a change in the bias amount of the machine from the previous SL moving base or turntable image obtained by photographing the same position in the camera, the detected offset amount controller A self-diagnosis method for a machine tool, characterized by issuing a warning when a threshold value set in the above is exceeded. 請求項１記載の方法で検出した偏倚量が前記しきい値を超えていないことを条件として、当該偏倚量の変化に基づいて、前記移動台ないし回転台に対する動作指令の補正値の設定ないし更新を行うことを特徴とする、工作機械における機械精度の補正方法。   Setting or updating of a correction value of an operation command for the movable table or the rotating table based on a change in the deviation amount on the condition that the deviation amount detected by the method according to claim 1 does not exceed the threshold value. A machine accuracy correction method for a machine tool, characterized in that: 前記カメラで前記移動台ないし回転台の同一箇所を複数回撮影して取得した複数の画像のそれぞれから機械の偏倚量を検出し、検出した複数の偏倚量のばらつきが制御器に設定したしきい値を超えたときに警告を発することを特徴とする、請求項１記載の工作機械の自己診断方法。   Threshold value for detecting a deviation amount of the machine from each of a plurality of images acquired by photographing the same part of the moving table or the rotating table with the camera a plurality of times, and setting a variation of the detected deviation amounts in the controller. 2. The machine tool self-diagnosis method according to claim 1, wherein a warning is issued when the value is exceeded. 前記移動台ないし回転台を停止した状態で前記複数の画像を取得する、請求項３記載の工作機械の自己診断方法。   The machine tool self-diagnosis method according to claim 3, wherein the plurality of images are acquired in a state where the moving table or the rotating table is stopped.
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