JPH04159100A - Position correction method for ultrasonic tool - Google Patents
Position correction method for ultrasonic toolInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、複数本の加工軸を有する多軸工具、または断
面円形以外の工具（異形工具）を装着する超音波加工機
において、装着した超音波工具の中心軸周りの回転位置
を補正する超音波工具の位置補正方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention is applicable to an ultrasonic processing machine equipped with a multi-axis tool having a plurality of machining axes or a tool with a cross section other than circular (irregular-shaped tool). The present invention relates to an ultrasonic tool position correction method for correcting the rotational position of an ultrasonic tool around its central axis.
［従来の技術］
超音波加工機を用いて加工物に円形以外の異形穴を加工
したり、あるいは複数の穴を同時に加工したりする場合
には、異形工具あるいは多軸工具か用いられる。[Prior Art] When machining an irregularly shaped hole other than circular in a workpiece using an ultrasonic machining machine, or when machining a plurality of holes at the same time, an irregularly shaped tool or a multi-axis tool is used.
これら異形工具や多軸工具を用いた超音波加工機にあっ
ては、例えば、工具に摩耗が生し加工途中で新たな工具
と交換する場合、交換の前後における工具位置を一致さ
せなければ、加工物の同し位置へ連続した加工を行なう
ことかできない。このため、上記加工物に対する位置決
め、すなわちヘッドの中心軸周りの位置決め（位相）か
重要となる。In ultrasonic machining machines that use these irregularly shaped tools or multi-axis tools, for example, when a tool becomes worn and is replaced with a new tool during machining, the tool position before and after the replacement must be made to match. Continuous machining at the same location on the workpiece is not possible. Therefore, positioning with respect to the workpiece, ie, positioning (phase) around the central axis of the head, is important.
従来の超音波加工機は、超音波ヘッドか固定されていた
ので、工具側を回転させて位置決めすることかてきず、
もっばらテーブル上の加工物を作業員の人手により調整
して行なっており、作業員の熟練に精度を依存していた
。In conventional ultrasonic processing machines, the ultrasonic head was fixed, so the tool side had to be rotated to position it.
The workpieces on the table were mostly adjusted manually by workers, and accuracy depended on the skill of the workers.
［解決すべき問題点］
上述したように、工具の位置決めを加工物の位置調整に
より行なった場合、その作業は煩雑て時間かかかり、し
かも人手による作業ては高精度な位置決めを望むことは
できなかった。[Problems to be solved] As mentioned above, when positioning the tool by adjusting the position of the workpiece, the work is complicated and time-consuming, and high-precision positioning cannot be expected with manual work. There wasn't.
本発明はこのような課題を解決するためになされたもの
で、超音波ヘッドに装着した多軸工具または異形工具の
中心軸周りの回転位置を迅速かつ高精度に補正すること
かてきる超音波工具の位置補正方法の提供を目的とした
。The present invention has been made to solve these problems, and uses ultrasonic waves that can quickly and accurately correct the rotational position around the central axis of a multi-axis tool or an irregularly shaped tool attached to an ultrasonic head. The purpose of this paper is to provide a tool position correction method.
［問題点の解決手段］
上記目的を達成するために１本発明の超音波工具の位置
補正方法は、多軸又は異形の工具を超音波ヘッドに装着
して、基準姿勢に対する前記工具の回転角度を検出し、
当該検出した回転角度だけ前記超音波ヘッドを回転させ
ることにより工具の位置を補正する方法としである。[Means for Solving Problems] In order to achieve the above object, a method for correcting the position of an ultrasonic tool according to the present invention is to attach a multi-axis or irregularly shaped tool to an ultrasonic head, and adjust the rotation angle of the tool with respect to a reference posture. detect,
This method corrects the position of the tool by rotating the ultrasonic head by the detected rotation angle.
また、請求項２の発明にあっては、超音波ヘッドに装着
した前記工具の少なくとも二点に関する座標を位置セン
サを用いて検出し、当該検出した座標及び基準姿勢にお
ける対応する二点の座標にもとづき工具の回転角度を検
出する方法としである。Further, in the invention of claim 2, the coordinates of at least two points of the tool attached to the ultrasonic head are detected using a position sensor, and the detected coordinates and the coordinates of the two corresponding points in the reference posture are This method is based on the method of detecting the rotation angle of a tool.
［作用］
上述した本発明は、超音波ヘッドの回転により工具の位
置を補正するのて、加工物の位置を調整する従来方法に
比べて迅速に行なうことかできる。[Operation] The present invention described above corrects the position of the tool by rotating the ultrasonic head, and can therefore be performed more quickly than the conventional method of adjusting the position of the workpiece.
さらに、請求項２の発明は、位置センサを用いて工具の
回転角度を検出するようにしたのて、高精度な補正か可
能となる。Furthermore, according to the second aspect of the invention, since the rotation angle of the tool is detected using a position sensor, highly accurate correction is possible.
［実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。[Examples] Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は超音波加工機の概略を示す断面正面図、第２図
はヘッド本体の断面正面図、第３図（ａ）、（ｂ）は工
具回転角度の検出動作を示す正面図、第４図は工具回転
角度の検出原理図である。Figure 1 is a cross-sectional front view schematically showing the ultrasonic processing machine, Figure 2 is a cross-sectional front view of the head body, Figures 3 (a) and (b) are front views showing the detection operation of the tool rotation angle, FIG. 4 is a diagram showing the principle of detecting the tool rotation angle.
まず、第１図にもとづいて本発明方法の適用される超音
波加工機の概略を説明する。First, an outline of an ultrasonic processing machine to which the method of the present invention is applied will be explained based on FIG.
図面において１はベットてあり、中央部上面に前後（Ｙ
軸）方向に摺動可能なテーブル２を載置している。また
、ベットｌの両端にはコラム３か直立して設けられてい
る。コラム３．３の上端間にはクロスレール４か設けら
れており、クロスレール４に沿ってサドル５か左右（Ｘ
軸）方向に摺動自在となっている。このサドル５にヘッ
ド本体６か固定されている。In the drawing, 1 is a bed, and the front and back (Y
A table 2 that is slidable in the axial direction is mounted. Furthermore, columns 3 are provided upright at both ends of the bet 1. A cross rail 4 is provided between the upper ends of the column 3.3, and along the cross rail 4, the saddle 5 or left and right (X
It can be slid freely in the axial direction. A head body 6 is fixed to this saddle 5.
ヘッド本体６は超音波ヘッド７を回転自在に支持してい
る。すなわち、ヘッド本体６は、第２図に示すように、
ころかり軸受８等の回転支持手段により超音波ヘッド７
を支持している。また、ヘッド本体６の上部にはサーボ
モータ９等の駆動手段か設けられており、カップリング
１０を介して超音波ヘッド７の上端に連結され、同ヘッ
ド７を回転駆動する。The head body 6 rotatably supports the ultrasonic head 7. That is, the head main body 6, as shown in FIG.
The ultrasonic head 7 is rotated by a rotational support means such as a roller bearing 8.
is supported. Further, a driving means such as a servo motor 9 is provided at the upper part of the head main body 6, and is connected to the upper end of the ultrasonic head 7 via a coupling 10 to rotate the head 7.
超音波ヘッド７の外周には、スリップリング１１の内輪
側１１ａか取り付けられ、へ・ント本体６に固定された
外輪側１１ｂを介して、図示しない超音波発振器からの
超音波信号が伝えられる。An inner ring side 11a of a slip ring 11 is attached to the outer periphery of the ultrasonic head 7, and an ultrasonic signal from an ultrasonic oscillator (not shown) is transmitted through an outer ring side 11b fixed to the main body 6.
超音波ヘッド７の先端には、工具１２がねし等の締結手
段により固定される。特に、本実施例で用いる工具１２
は、多軸工具または異形工具であるか、これに限らず通
常の一軸工具も取り付けることかできる。なお、第２図
において、１５は原点割出しのためのセンサである。A tool 12 is fixed to the tip of the ultrasonic head 7 by fastening means such as screws. In particular, the tool 12 used in this example
The tool is not limited to a multi-axis tool or a special-shaped tool, but can also be attached to a normal single-axis tool. In addition, in FIG. 2, 15 is a sensor for determining the origin.
第１図及び第３図（ａ）、（ｂ）に示すように、テーブ
ル２の隅部には、リミットスイッチ等のタッチセンサか
らなる位置センサ１３かブラケット１４を介して設けら
れている。この位置センサ１３か出力する検出信号は、
図示しない制御装置に送られる。制御装置は、位置セン
サ１３からの検出信号を入力した時点におけるＹ軸座標
（テーブル２の加工原点からの移動量）を入力し、後述
するような工具位置補正のための演算を行なう。As shown in FIGS. 1 and 3(a) and (b), a position sensor 13 consisting of a touch sensor such as a limit switch is provided at a corner of the table 2 via a bracket 14. The detection signal output from this position sensor 13 is
It is sent to a control device (not shown). The control device inputs the Y-axis coordinate (the amount of movement of the table 2 from the machining origin) at the time when the detection signal from the position sensor 13 is input, and performs calculations for correcting the tool position as described later.
次に、上述した超音波加工機を用いた超音波工具の位置
補正方法を説明する。Next, a method for correcting the position of an ultrasonic tool using the above-mentioned ultrasonic processing machine will be explained.
工具としては、二本の加工軸１２ａ、１２ｂを有する二
軸工具を対象として説明する。As for the tool, a two-axis tool having two machining shafts 12a and 12b will be described.
二軸工具の各加工軸１２ａ、１２ｂ間のピッチなＰとし
た。第４図に示すように、加工軸１２ａ、１２ｂの中心
を結ぶ線分ＡＩＡ、かＸ軸と平行な状態を基準姿勢とし
、この座標データなあらかしめ制御装置内に設置してお
く。P is the pitch between the respective machining axes 12a and 12b of the two-axis tool. As shown in FIG. 4, a line segment AIA connecting the centers of the machining axes 12a and 12b is parallel to the X-axis as a reference posture, and this coordinate data is installed in the staking control device.
いま、交換後の工具か基本姿勢に対し工具中心０周つに
角度θだけ回転した状態に取り付けられたものとした。Now, it is assumed that the replaced tool is mounted in a state rotated by an angle θ about 0 revolutions around the tool center with respect to the basic position.
この回転角θ、すなわち交換後の工具における加工軸１
２ａ、１２ｂの中心を結ぶ線分ＢｒＢ＊と線分Ａ ｒ
Ａ ２とのなす角θを求める。この回転角θは、線分Ｂ
＋ＢｔのＹ軸座標をδとしたと、ｓｉｎθ＝δ／Ｐであ
るから、これにより知ることかてきる。This rotation angle θ, that is, the machining axis 1 of the tool after replacement
Line segment BrB* and line segment A r connecting the centers of 2a and 12b
Find the angle θ formed with A2. This rotation angle θ is the line segment B
If the Y-axis coordinate of +Bt is δ, then sin θ=δ/P, so we can know from this.
すなわち、工具交換後のヘッド本体６を位置センサ１３
近くに接近させ、工具の加工軸１２ａを位置センサ１３
に接触させる。そのときのＹ座標に加工軸１２ａの半径
を加えた距離か、第４因におけるＨｌとなる０次いて、
工具の加工軸１２ｂを位置センサ１３に接触させる。そ
のときのＹ座標に加工軸１２ｂの半径を加えた距離か、
第４図におけるＨ２となる。ＨｌとＨ２が算出されれば
、δはＨ＊ −Ｈ１で求められ、その結果。In other words, the head main body 6 after tool replacement is moved to the position sensor 13.
The position sensor 13 moves the machining axis 12a of the tool closely.
contact with. The distance obtained by adding the radius of the machining axis 12a to the Y coordinate at that time, or the 0th order, which is Hl in the fourth factor, is
The machining shaft 12b of the tool is brought into contact with the position sensor 13. The distance is the Y coordinate at that time plus the radius of the processing axis 12b,
This becomes H2 in FIG. If Hl and H2 are calculated, δ is calculated by H* - H1, and the result is
ｓｉｎθ＝δ／Ｐにより、回転角θが得られる。The rotation angle θ is obtained by sin θ=δ/P.
これらの演算は、制御装置（図示せず）内の演算回路で
行なわれる。These calculations are performed by a calculation circuit within a control device (not shown).
このようにして得られた角度θを補正値としてサーボモ
ータ９に与え、工具を角度θ回転させれば基本姿勢と一
致した工具位置か得られる。また、基本姿勢から任意角
度位相をずらして加工する場合には、その角度分の回転
指令をサーボモータ９に与えればよい。The angle θ thus obtained is applied to the servo motor 9 as a correction value and the tool is rotated by the angle θ, thereby obtaining a tool position that matches the basic orientation. Further, when processing is performed by shifting the phase by an arbitrary angle from the basic posture, a rotation command corresponding to the angle can be given to the servo motor 9.
第５図（ａ）、（ｂ）は異形工具の例を示す正面図及び
底面図であり、第６図は同工具の回転角度を検出する場
合の原理図である。FIGS. 5(a) and 5(b) are a front view and a bottom view showing an example of an irregularly shaped tool, and FIG. 6 is a diagram showing the principle of detecting the rotation angle of the same tool.
第５図（ａ）、（ｂ）に示すような異形工具の場合には
、位置センサ１３に接触させる基準点を設定するため、
工具２０の基端部に基台２１を設け、基台２１の両端に
検出子２２ａ、２２ｂを取付けた構成としである。In the case of irregularly shaped tools as shown in FIGS. 5(a) and 5(b), in order to set the reference point to be brought into contact with the position sensor 13,
A base 21 is provided at the base end of the tool 20, and detectors 22a and 22b are attached to both ends of the base 21.
工具２０の基準姿勢に対する回転角は、第６図に示すよ
うに、基準姿勢における検出子２２ａ。As shown in FIG. 6, the rotation angle of the tool 20 with respect to the reference attitude is the same as that of the detector 22a in the reference attitude.
２２ｂの頂点を結ぶ線分Ｃ，Ｃ，と、交換後の工具２０
における検出子２２ａ、２２ｂの頂点を結ぶ線分り、Ｄ
２とか交わる角θで与えられる。そして、この角度θは
、線分Ｄ ＩＤ ＊のＹ座標をαとしたとｓｉｎθ＝α
／して求められる（たたし、Ｌは検出子２２ａ、２２ｂ
間の距離である。）。Line segments C, C, connecting the vertices of 22b and tool 20 after replacement
A line segment connecting the vertices of detectors 22a and 22b in ,D
It is given by the angle θ that intersects 2. Then, this angle θ is sinθ=α, where α is the Y coordinate of the line segment D ID *.
/ (where, L is the detectors 22a, 22b
is the distance between. ).
αは次のようにして求めることかできる。すなわち、工
具交換後の検出子２２ａ、２２ｂを位置センサ１３に接
触させてそれぞれのＹ座標Ｉ、。α can be calculated as follows. That is, the Y coordinates I of the detectors 22a and 22b after tool replacement are brought into contact with the position sensor 13.
Ｉ２を検出する。αは１−− Ｉ ｌで算出される。Detect I2. α is calculated as 1--Il.
つまり、
ｓｉｎθ＝ ａ ／ Ｌ ＝ （Ｉ ｔ Ｉ ｌ
） ／ Ｌとなり、これにより回転角θが得られる。In other words, sinθ= a / L = (I t I l
) / L, which gives the rotation angle θ.
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものてはな
く、要旨を変更しない範囲で種々変形実施か可能である
０例えば、工具の回転角度検出に用いられる位置センサ
としては、タッチセンサに限らず光学的なセンサ等、公
知の種々なセンサが適用できる。また、回転角度検出の
ための基準姿勢は、Ｘ軸に平行としなくてもよく、演算
の便宜を考慮して任意に設定することができる。Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without changing the gist.For example, a touch sensor may be used as a position sensor used to detect the rotation angle of a tool. However, various known sensors such as optical sensors can be used. Further, the reference posture for detecting the rotation angle does not have to be parallel to the X-axis, and can be arbitrarily set in consideration of the convenience of calculation.
さらに、本発明の超音波工具位置補正方法を、本出願人
が先に出願した超音波加工機、すなわち自動的に超音波
工具を交換てきるようにした超音波加工機（特願平２−
２３０３８４号）に適用すれば、工場の無人化を実現で
きる。Furthermore, the ultrasonic tool position correction method of the present invention can be applied to an ultrasonic processing machine previously filed by the present applicant, that is, an ultrasonic processing machine that automatically changes the ultrasonic tool (Patent Application No.
No. 230384), unmanned factories can be realized.
［発明の効果］
以上説明したように、本発明の超音波工具位置補正方法
によれば、超音波ヘッドに装着した多軸工具または異形
工具の中心軸周りの回転位置を迅速かつ高精度に補正す
ることができるという効果かある。[Effects of the Invention] As explained above, according to the ultrasonic tool position correction method of the present invention, the rotational position around the central axis of a multi-axis tool or irregularly shaped tool attached to an ultrasonic head can be corrected quickly and with high precision. It has the effect of being able to do so.
図面は本発明の実施例を示すものであり、第１図は超音
波加工機の概略を示す断面正面図、第２図はヘッド本体
の断面正面図、第３図（ａ）。
（ｂ）は工具回転角度の検出動作を示す正面図、第４図
は工具回転角度検出の原理図、第５図（ａ）、（ｂ、）
は異形工具の例を示す正面図及び底面図てあり、第６図
は同工具の回転角度を検出する場合の原理図である。
トベット ２：テーフル
３：コラム ４：クロスレール５：サドル
６：ヘツト本体７：超音波ヘッド ８：
ころかり軸受９：サーボモータ ｌＯ：カップリング
１１ニスリツプリング １２：工具
１３：位置センサ
２０：異形工具 ２１：基台
２２ａ、２２ｂ：検出子The drawings show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a cross-sectional front view schematically showing an ultrasonic processing machine, FIG. 2 is a cross-sectional front view of the head body, and FIG. 3 (a). (b) is a front view showing the detection operation of the tool rotation angle, Figure 4 is a principle diagram of tool rotation angle detection, and Figures 5 (a), (b,)
6 is a front view and a bottom view showing an example of an irregularly shaped tool, and FIG. 6 is a diagram showing the principle of detecting the rotation angle of the same tool. Tobet 2: Tefl 3: Column 4: Cross rail 5: Saddle
6: Head body 7: Ultrasonic head 8:
Roller bearing 9: Servo motor IO: Coupling 11 Nissuri spring 12: Tool 13: Position sensor 20: Irregular tool 21: Base 22a, 22b: Detector
Claims (2)
基準姿勢に対する前記工具の回転角度を検出し、当該検
出した回転角度だけ前記超音波ヘッドを回転させること
により工具の位置を補正することを特徴とした超音波工
具の位置補正方法。(1) Attach a multi-axis or irregularly shaped tool to the ultrasonic head,
A method for correcting the position of an ultrasonic tool, comprising detecting a rotation angle of the tool with respect to a reference posture, and correcting the position of the tool by rotating the ultrasonic head by the detected rotation angle.
点に関する座標を位置センサを用いて検出し、当該検出
した座標及び基準姿勢における対応する二点の座標にも
とづき工具の回転角度を検出することを特徴とした請求
項１記載の超音波工具の位置補正方法。(2) Detecting the coordinates of at least two points of the tool attached to the ultrasonic head using a position sensor, and detecting the rotation angle of the tool based on the detected coordinates and the coordinates of the two corresponding points in the reference posture. 2. The method for correcting the position of an ultrasonic tool according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27912790A JPH04159100A (en) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Position correction method for ultrasonic tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27912790A JPH04159100A (en) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Position correction method for ultrasonic tool |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04159100A true JPH04159100A (en) | 1992-06-02 |
Family
ID=17606809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27912790A Pending JPH04159100A (en) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Position correction method for ultrasonic tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04159100A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10217198A (en) * | 1997-02-05 | 1998-08-18 | U H T Kk | Punching device |
| US6655250B1 (en) | 1999-05-13 | 2003-12-02 | Yamaha Corporation | Punching apparatus |
| JP2020011306A (en) * | 2018-07-13 | 2020-01-23 | ファナック株式会社 | Machine tool |
-
1990
- 1990-10-19 JP JP27912790A patent/JPH04159100A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10217198A (en) * | 1997-02-05 | 1998-08-18 | U H T Kk | Punching device |
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| US10967470B2 (en) | 2018-07-13 | 2021-04-06 | Fanuc Corporation | Machine tool |
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