JPH056847B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 産業上の利用分野 本発明は工作機械特に複数刃物台を有したNC
旋盤でワークを複数の刃物台に取付けた工具によ
り旋削加工例えばワークの端面加工（以下胴巾加
工という）した後、一方の刃物台に取付けたタツ
チセンサでワークの加工端面の位置を計測し、そ
の計測データを他方の刃物台の加工用補正データ
としてデータ転送することを可能とした複数刃物
台の計測装置に関する。

(2) 従来の技術 従来、工作機械特に複数刃物台を有したNC旋
盤で、ワークの胴巾加工を複数の刃物台に取付け
た工具により施すことは知られている。

しかも、そのワークの胴巾加工をした後、ワー
クの胴巾を計測する際は、夫々個々の刃物台に取
付けたタツチセンサにより計測し、さらにその計
測データにより工具の補正量を補正していた。

(3) 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述の計測手段では、タツチセ
ンサを複数設置しなければならず、不経済であ
る。また、単にタツチセンサを一つにして計測し
た場合には、個々の刃物台の加工プログラムデー
タに対し計測した時点で工具補正量を作業者が相
互の関連を考慮して補正入力する必要があり、非
常に手間がかかりミスも多くさらにそれ相当の時
間を要するため、非能率であつた。

(4) 目的 本発明の目的は上記事情に鑑み、問題を解決す
るために提案されたものであつて、相互の補正デ
ータの送受信機能を備えることにより計測時の手
間と時間を省き、計測の能率を向上せしめるよう
にした複数刃物台の計測装置を提供することにあ
る。

(5) 問題点を解決するための手段と作用 本発明は上記の目的を達成するために、単一ワ
ークを加工するために直交する２平面内を移動可
能な二つの刃物台を備えたNC工作機械におい
て、前記二つの刃物台のうちの一方の刃物台に取
付け、ワークの端部を計測し、ワークの回転軸方
向の原点からの距離を算出するための計測手段
と、ワークの加工箇所の基準値およびその公差を
設定する入力手段と、この入力手段により一方の
刃物台の加工座標値が設定される第１の座標系設
定データ手段と、前記計測手段でワーク加工後の
加工箇所を計測し、その値を記憶する座標値デー
タ手段と、この座標値データ手段と前記第１の座
標系設定データとの差値を求める第１の演算手段
と、この第１の演算手段で演算された差値と予め
設定されている基準公差とを比較する比較手段
と、この比較手段で比較して、前記差値が公差値
より小さく加工継続条件を満す場合に、前記第１
の演算手段で求めた差値を前記第１の座標系設定
データ手段にデータを転送してデータの書換えの
ための演算を行う第２の演算手段と、前記二つの
刃物台の打ちの他方の刃物台の加工のために設定
される第２の座標系設定データ手段と、前記第１
の演算手段で求めた差値を他方の刃物台の加工の
ためにデータ転送し、前記第２の座標系設定デー
タ手段のデータを書換える修正演算をする第３の
演算手段と、前記第１の演算手段で求めた差値を
他方の刃物台の工具補正値として記憶する工具補
正データ手段と、前記計測手段により計測したデ
ータ、予め設定された基準データおよび演算手段
により求められた修正データ等を前記各手段間に
データ転送して数値制御する中央制御手段とから
なり、一方の刃物台の一つの計測データに基づ
き、この計測値により修正値が他方の刃物台の修
正値となるようにして、両刃物台の座標系設定デ
ータを同じ修正値で修正可能にしたことを特徴と
する複数刃物台の計測装置であり、本発明の計測
装置で計測すると、計測時の手間と時間が従来よ
りも相当短縮され、さらに計測の能率を向上せし
める。

(6) 実施例 以下、本発明の一実施態様を図面に基づいて詳
細に説明する。

第１図は本発明に適用される複数刃物台を有し
たNC旋盤の正面図、第２図は第１図のＩ矢視側
面図である。

第１図および第２図において、水平ベツド１上
の左側に主軸台２が載置され、該主軸台２には主
軸３が軸着されている。該主軸３にはワークＷを
把持するチヤツク４が取付けられている。

主軸３はモータ５により、該モータ５に軸着さ
れたプーリー６、ベルト７並びに主軸３の後部に
軸着されたプーリー８Ｔを介して所定の回転数
で、回転される。

水平ベツド１上にはスライドベツド９が載置さ
れ、さらに該スラントベツド９上の右側には心押
し台１０が載置され、Ｚ軸方向に移動される。

心押し台１０の前面には心押し軸１２が挿着さ
れ、該心押し軸１２にはセンタ１３が取付けら
れ、ワークＷを端面中心を押し付ける。

心押し台１０の後部上には右用サドル１４と左
用サドル１５が載置され、夫々サーボモータ１
６，１７によりＺ軸方向に移動される。

右用サドル１４上にはクロススライド１８、左
用サドル１５上にはクロスライド１９が載置さ
れ、該クロススライド１８，１９の夫々には右刃
物台２０，左刃物台２１が載置される。右刃物台
２０および左刃物台２１は夫々サーボモータ２２
および２３によりＸ軸方向に移動される。

右刃物台２０および左刃物台２１の夫々の前面
にはタレツト２４および２５が軸着され、図略の
駆動装置により旋回割出しされる。

タレツト２４および２５には複数の工具２６が
放射状に取付けられ、さらに計測装置である振込
み式のタツチセンサ２７が右刃物台２０に取付け
られている。なお、右刃物台２０および左刃物台
２１は夫々、単独の加工プログラムを有してい
る。

主軸３の先端に取付けられたチヤツク４でワー
クＷを把持し、心押し軸１２の前面に取付けたセ
ンタ１３でワークＷの端面を押し付け、モータ５
により主軸３を回転せしめてワークＷは回転され
る。右刃物台２０，左刃物台２１のタレツト２
４，２５に取付けられた工具２６で所定の胴巾加
工の旋削が施される。

ワークＷの胴巾加工を施し、さらに本発明の計
測手段で計測する原理を第３図に基づいて説明す
る。

第３図において、主軸台２の前面に軸承された
主軸３に取付けられたチヤツク４でワークＷを把
持し、ワークＷの他端面は心押し軸１２に取付け
られたセンタ１３で押し付けられる。

右刃物台２０のタレツト２４に取付けられた工
具２６をＸ，Ｚ軸方向に移動せしめて、ワークＷ
の端面部W_z0とW_z1の旋削加工を予め組込んだ加
工プログラムにより施す。また、左刃物台２１の
タレツト２５に取付けられた工具２６をＸ，Ｚ軸
方向に移動せしめて、ワークＷの端面部W_z2の旋
削加工を予め組込んだ加工プログラムにより施
す。

ワークＷの端面部であるW_z0，W_z1およびW_z2，
W_z3を夫々右刃物台および左刃物台のタレツトに
取付けられた工具で旋削加工を施した後、右刃物
台のタレツトに取付けられたタツチセンサ２７を
振り込んで、まず、ワークＷの端面部W_z0（プロ
グラム原点_pr）にタツチセンサ２７を接触せし
めて右刃物台２０の機械原点_nrからの距離Z_pr
を計測する。この距離Z_prは第１の座標系設定デ
ータである座標系設定データとなる。前もつてワ
ークＷの端面部W_zpにおける座標系設定値Z_pr′が
入力されているので、その差値である△Z_prは、
△Z_pr＝Z_pr−Z_pr′となる。また、ワークＷの端面
部W_zpにおける前回の座標系設定値△Z_pr′の公差
値△Z_pも前もつて入力されているから、これらの
公差値△Z_prと△Z_pとを比較し、△Z_pr＞△Z_pの場
合には、公差範囲外となるのおで、原点公差不良
としてフイードバツクされる。△Z_pr≦△Z_pの場
合には公差範囲内となるのおで、△Z_pr分だけ座
標系設定データをシフトさせる。また、この場合
には左刃物台２１に取付けた工具２６で端面部
W_z2を旋削加工しており、しかも、端面部W_z2の
計測は右刃物台２０のタレツト２４に取付けたタ
ツチセンサ２７で行なう。従つて、右刃物台２０
の座標系設定データを△Z_pr分だけシフトしてい
るので、左刃物台２１の座標系設定データもその
△Z_pr分だけシフトする必要がある。すなわち、
左刃物台２１の機械原点を_nlとし、機械原点
_ｎｌからワークＷの端面部W_z3（プログラム原点_pl）
までの距離をZ_plは前回の座標系設定値をZ_pl′とす
れば、シフトされた座標系設定値はZ_pl＝Z_pl′＋Z_pr
となる。

ワークＷの端面部W_zpを△Z_prだけシフトし、こ
の位置をプログラム原点_plとし、タツチセンサ
２７は、胴部W_z1および胴部W_z2のワーク座標系
における位置データZ₁およびZ₂を計測する。

また、ワークＷの胴部W_z1，W_z2におけるプロ
グラム原点_prからのプログラム上の座標値と、
その公差値は前もつて設定し、Z₁₀，Z₂₀および△
Z₁₀、△Z₂₀を入力してある。

計測値Z₁，Z₂とプログラム上の座標値Z₁₀，Z₂₀
との差値△Z₁，△Z₂は、 △Z₁＝Z₁−Z₁₀ △Z₂＝Z₂−Z₂₀ となる。而してこれらの△Z₁，△Z₂が夫々の公差
値△Z₁₀，Z₂₀と比較し、△Z₁＞△Z₁₀，△Z₂＞Z₂₀
であればアラーム信号を出し、不良フラグをたて
る。また△Z₁≦△Z₁₀，△Z₂≦△Z₂₀であれば、公
差OKのフラグをたてる。△Z₁は右刃物台２０の
加工データに対し工具補正を動作せしめるように
する。また△Z₂は、右刃物台２０からデータセツ
ト信号を発して転送し、左刃物台２１にデータセ
ツト持ち信号で受け取つて、左刃物台２１の加工
データに対し、工具補正を動作せしめるようにす
る。

次に、本発明の主要部である計測手段を第４図
の制御ブロツク図に基づいて説明する。第４図に
おいて、右刃物台２０の加工プログラムデータが
CPU１００に入力され、右刃物台２０のＲ加工
プログラム・メモリ１０３に一時格納されて記憶
される。またタツチセンサ（TS）２７の計測動
作プログラムデータは、Ｒ計測動作プログラム・
メモリ１０４に一時格納されて記憶される。加工
すべきワークＷの端面部W_zpの前回の座標系設定
データZ_pr′がメモリ１０７に記憶されている。胴
部W_z1の第１プログラム座標値Z₁₀および胴部W_z2
の第２プログラム座標値Z₂₀、さらの夫々の公差
値である原点公差値△Z_p，第１プログラム公差値
△Z₁₀，および第２プログラム公差値△Z₂₀は夫々
画面付キーボード１０１からその入力回路１０１
ａを介して夫々のメモリ１０８，１０９，１１
０，１１１および１１２に一旦記憶される。

さらに、送出する位置送出手段である位置制御
回路補間路１０２から右刃物台２０の移動に応じ
た機械原点からの現在値Z_nをメモリ１１３およ
びプログラム原点_prからのワーク座標系現在値
Z_wをメモリ１１４に常時取り込む。

右刃物台２０のＲ加工プログラム・メモリ１０
３からＲプログラムセツトデータ１１５を受ける
と左刃物台２１のセツト回路１５２に転送され、
Ｌプログラム持ちデータ１５４が入力されていれ
ば、該セツト回路１５２によりＬ加工プログラ
ム・メモリ１５０に入つているＬ加工プログラム
データが始動し、左刃物台２１は作動する。

Ｌ加工プログラム・メモリ１５０からＬ加工プ
ログラムセツトデータ１５３を受けると、右刃物
台２０のセツト回路１０６に転送され、Ｒプログ
ラム持ちデータ１１６が入力されていれば、該セ
ツト回路１０６によりＲ加工プログラム・メモリ
１０３に入つている右加工プログラムデータが始
動し右刃物台２０は作動する。従つて、Ｒ加工プ
ログラムとＬ加工プログラムの始動は、相互の連
動によつて行われる。

まず、タツチセンサ２７をワークＷの端面部
W_zpに当てることにより、W_zpタツチ信号を発し、
此のW_zpタツチ信号で機械座標系現在値Z_nのメモ
リ１１３に取り込まれている現在値Z_nはアン
ド・ゲート１１７を通過し、原点座標値Z_prとし
てメモリ１１８に記憶される。

すでにメモリ１０７に記憶されている前回の座
標系設定データZ_pr′とメモリ１１８に記憶された
原点座標値Z_prが演算部１１９で△Z_pr＝Z_pr−
Z_pr′の演算処理を行う。演算部１１９で演算処理
された△Z_prとメモリ１１０に記憶されている原
点交差値△Z_pを比較器１２０および１２１に取り
込み、比較器１２０で△Z_pr≦△Z_pの比較判断が
行われ、比較器１２１では、△Z_pr＞△Z_pの比較
判断が行われる。

△Z_pr＞△Z₀の判断がなされると、公差範囲外
としてアラーム信号を出力し原点公差不良フラグ
がたてられる。

比較器１２０で△Z_pr≦△Z_pの条件を満たすと
そのビツト信号により、演算部１１９からの△
Z_prはアンド・ゲート１２２を通過しデータセツ
ト信号によりアンド・ゲート１２４を通過して、
左刃物台２１の制御側へデータ送信し、アンド・
ゲート１５０に入力される。

演算部１１９で演算処理された△Z_prは、メモ
リ１０７に記憶されている前回の座標系設定デー
タZ_pr′と共に演算部１２５に取り込み、Z_pr＝
Z_pr′＋△Z_pの演算処理を行つて、その値を再度座
標系設定データ・メモリ１０７に代入し設定す
る。すなわち、座標系設定をZ_pr′からZ_prに△Z_pr
分シフトする。

座標系設定データをZ_pr′からZ_prに△Z_pr分シフ
トした後、メモリ１１４に記憶されているワーク
座標系現在値Z_wは、ワークＷの胴部WZ₁にタツ
チセンサ２７をあてることにより、アンド・ゲー
ト１２６を通過し、第１計測点座標値Z₁としてメ
モリ１２７に記憶させる。

メモリ１２７に記憶された第１計測点座標値Z₁
とメモリ１０８に記憶されている第１プログラム
座標値Z₁₀とが演算部１２８に取り込まれ、△Z₁
＝Z₁−Z₁₀の演算処理が行われ、その△Z₁の値と
メモリ１１１に記憶されている第１プログラム公
差値△Z₁₀と共に比較器１２９，１３０に取り込
む。比較器１２９で△Z₁≦△Z₁₀の比較判断がな
され、△Z₁≦△Z₁₀の条件を満たしていると、第
１計測点公差OKのフラグをたてる。また、その
ビツト信号により演算部１２８からの△Z₁がアン
ド・ゲート１３１を通過し、該当するＲ工具No.の
Ｒ工具補正値としてＲ工具補正データメモリ１０
５に記憶される。

△Z₁＞△Z₁₀の条件となつた時、比較器１３０
からアラーム信号を発すると共に、第１計測点不
良フラグを立てる。

次に、メモリ１１４に記憶されているワーク座
標系現在値Z_wは、ワークＷの胴部W_z2にタツチセ
ンサ２７をあてることにより、アンド・ゲート１
３２を通過し、第２計測点座標値Z₂としてメモリ
１３３に記憶される。

該メモリ１３３に記憶された第２計測点座標値
Z₂とメモリ１０９に記憶されている第２プログラ
ム座標値Z₂₀とを演算部１３４に取り込ませる。

演算部１３４で△Z₂＝Z₂−Z₂₀の演算処理を行
い、その値△Z₂と、メモリ１１２に記憶されてい
る第２プログラム公差値△Z₂₀とが比較器１３５
および比較器１３６に取り込む。比較器１３５で
△Z₂≦Z₂₀，比較器１３６で△Z₂＞Z₂₀の比較判断
がなされ、△Z₂≦△Z₂₀，比較器１３６で△Z₂＞
△Z₂₀の比較判断がなされ、△Z₂≦△N₂₀の条件
を満たしていると、第２計測点公差OKフラグを
たてる。また、そのビツト信号により演算部１３
４らの△Z₂がアンド・ゲート１３７を通過し、第
２計測点公差OKのフラグを立てると共に、デー
タセツト信号S₂によりアンド・ゲート１３８が開
くと、左刃物台２１側の制御部のアンド・ゲート
１５８へデータを送信する。

△Z₂＞△Z₂₀として比較判別されると、アラー
ム信号を発すると共に、第２計測点不良フラグを
立てる。

上述した右刃物台20側制御部のアンド・ゲート
１２４により△Z_prが左刃物台２１側の制御部の
アンド・ゲート１５５へ転送され、データ持ち信
号W_pを受けると、アンド・ゲート１１５が開き、
演算部１５６にメモリ１５７に記憶されている前
回の座標系設定データZ_pl′と共に取り込む。演算
部１５６では、Z_pl＝Z_pl′＋△Z_prの演算処理がなさ
れ、その演算処理されたZ_plが座標系設定デー
タ・メモリ１５７に代入され、座標系設定が
Z_pl′からZ_plに△Z_pr分シフトされる。

また、右刃物台２０制御部のアンド・ゲート１
３８から△Z₂が左刃物台２１の制御部のアンド・
ゲート１５８に転送され、データ待ち信号W₂を
受けるとアンド・ゲート１５８が開き、△Z₂が通
過し、工具補正値メモリ１５９に代入され、該当
するＬ工具No.における工具補正値として、Ｌ工具
補正データ・メモリ１５１に一旦記憶される。

上述の明はＺ座標系に付いて説明したが、Ｘ座
標系についても同様に行うことができる。

従つて、本発明は右刃物台２０のタツチセンサ
２７で計測し、その計測データを左刃物台２１の
制御部のへデータを転送しデータ処理するように
したことが最大の特徴である。

次に、本発明の動作を第５図のフローチヤート
をもとにして説明する。

第５図において、右刃物台２０と左刃物台２１
の加工プログラムを同時にスタートさせる。右刃
物台２０の加工プログラムデータにより動作を開
始し、第段で、計測動作であるかどうかを判断
する。第段で計測ではない場合はリターンさせ
る。第段で計測動作されると判断されると、第
段で計測プローブのタツチセンサ２７を振込
む。

第段で位置送出手段１０２によりＺ軸
（W₂₀）の座標系設定動作を開始せしめる。この
第段で演算部１１９，１２５で演算処理シフト
量△Z_prをもとめる。

第段で比較器１２０，１２１によりシフト量
△Z_prが公差内に入つているかどうか判断し、公
差の範囲外であれば第段で原点公差の不良フラ
グを立てて終了する。公差の範囲内であれば第
段に進み、シフト量△Z_prのデータ転送処理を行
う。左刃物台２１の加工制御部は右刃物台２０の
制御部で第〜第段の処理としている間は、第
段としてデータ待ち合わせ信号を発している。
その為、第段の△Z_prのデータ転送により、第
でシフト量△Z_prのデータを受け取り、第段
でＺ軸の座標系設定をZ_pl′からZ_plへ演算部１５６
の演算処理で△Z_pr分シフトする。その後は、第
段で、データ待ち合わせ（△Z₂）の信号を発
し、右刃物台２０の制御部からデータ転送されて
くるのを待つ。

右刃物台２０の制御部は、第段から第段に
進み、Ｚ軸の座標系設定をZ_pr′からZ_prへ演算部
１２５の演算処理でZ_pr分シフトする。

第段でワークＷの胴部W_z1，W_z2であるＺ巾
（Z₁，Z₂）の計測をタツチセンサ２７で行う。第
段で、演算部１２８，１３４により演算処理
し、第段で、△Z₁が公差の範囲内であるかどう
か比較器１２９，１３０で比較判断する。△Z₁の
値が公差値の範囲外であれば、第段で第１計測
点（W_z1）の公差不良フラグをたてる。

△Z₁の値が公差値の範囲内であれば、第段で
第１計測点公差OKのフラグを立てると共に、△
Z₁を該当するＲ工具No.の工具補正値として出力す
る。

第段で△Z₂が公差の範囲内であるかどうか比
較器１３５，１３６で比較判断する。△Z₂の値が
公差値の範囲外であれば、第段で第２計側点
（W_z2）の公差不良フラグをたてる。△Z₂の値が
公差値の範囲内であれば、第段で第２計測点公
差OKのフラグを立てる。

第段で工具補正値（△Z₂）のデータを左刃物
台２１の制御部へ転送処理し、右刃物台２０の制
御は終了する。

左刃物台２１の制御部は第段でデータ待ち合
わせ（△Z₂）の信号が発せられているので、左刃
物台２１のの制御部からの工具補正値（△Z₂）を
第段で受け取り、次いでメモリ１５９で該当す
る工具Ｔ−Noの工具補正値（LZ_pfo）として代入
し（第段）、Ｌ工具補正データ・メモリ１５１
に記憶させて終了する。

上記の動作を繰り返すことによつて各ワークＷ
の計測処理が行われる。

(7) 効果 本発明は複数の刃物台で旋削加工を施し、計測
は一方の刃物台のタレツトに取付けた計測手段の
タツチセンサで行い、その計測結果に座標系設定
データ，および工具補正値を一方の刃物台制御部
から他方の刃物台制御部へデータ転送するように
したので、計測時の手間と時間が大巾に短縮され
ると共に、各刃物台における工具補正値が自動処
理されるので、所定のワーク加工が自動的に無駄
なく施される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に適用される複数刃物台を有し
たNC旋盤の正面図、第２図は第１図のＩ矢視側
面図である。第３図はワークＷの胴巾加工を施
し、本発明の計測手段で計測する原理図である第
４図は本発明の計測手段を説明する構成ブロツク
図である。第５図は本発明の計測手段の動作を説
明するフローチヤート図である。 ２……主軸台、３……主軸、１０……心押し
台、１２……心押し軸、２０……右刃物台、２１
……左刃物台、２４，２５……タレツト、２６…
…工具、２７……タツチセンサ、１００……
CPU、１０１……画面付キーボード、１０２…
…位置送出装置、１０３……Ｒ加工プログラム・
メモリ、１０４……Ｒ計測動作プログラム・メモ
リ、１０５……Ｒ工具補正データ・メモリ、１０
９，１２５，１２８，１３４，１５６……演算
部、１２０，１２１，１２９，１３０，１３４，
１３５……比較器、１５０……Ｌ加工プログラ
ム・メモリ、１５１……Ｌ工具補正データ・メモ
リ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 単一ワークを加工するために直交する２平面
   内を移動可能な二つの刃物台を備えたNC工作機
   械において、 前記二つの刃物台のうちの一方の刃物台に取付
   け、ワークの端部を計測し、ワークの回転軸方向
   の原点からの距離を算出するための計測手段と、 ワークの加工箇所の基準値およびその公差を設
   定する入力手段と、 この入力手段により一方の刃物台の加工座標値
   が設定される第１の座標系設定データ手段と、 前記計測手段でワーク加工後の加工箇所を計測
   し、その値を記憶する座標値データ手段と、 この座標値データ手段と前記第１の座標系設定
   データとの差値を求める第１の演算手段と、 この第１の演算手段で演算された差値と予め設
   定されている基準公差とを比較する比較手段と、 この比較手段で比較して、前記差値が公差値よ
   り小さく加工継続条件を満す場合に、前記第１の
   演算手段で求めた差値を前記第１の座標系設定デ
   ータ手段にデータを転送してデタの書換えのため
   の演算を行う第２の演算手段と、 前記二つの刃物台のうちの他方の刃物台の加工
   のために設定される第２の座標系設定データ手段
   と、 前記第１の演算手段で求めた差値を他方の刃物
   台の加工のためにデータ転送し、前記第２の座標
   系設定データ手段のデータを書換える修正演算を
   する第３の演算手段と、 前記第１の演算手段で求めた差値を他方の刃物
   台の工具補正値として記憶する工具補正データ手
   段と、 前記計測手段により計測したデータ、予め設定
   された基準データおよび演算手段により求められ
   た修正データ等を前記各手段間にデータ転送して
   数値制御する中央制御手段とからなり、 一方の刃物台の一つの計測データに基づき、こ
   の計測値により修正値が他方の刃物台の修正値と
   なるようにして、両刃物台の座標系設定データを
   同じ修正値で修正可能にしたことを特徴とする複
   数刃物台の計測装置。