JP3604473B2

JP3604473B2 - Machine Tools

Info

Publication number: JP3604473B2
Application number: JP27584995A
Authority: JP
Inventors: 政行梨木; 正義佐藤
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 1995-10-24
Filing date: 1995-10-24
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2015-10-24
Also published as: JPH09108995A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械、特にＮＣ旋盤における装置及び加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＮＣ旋盤では、回転可能なセンサアームに刃先位置計測用センサを装着した機構が採用されている。
【０００３】
図１２は従来のＮＣ旋盤を示した全体構成図であり、ＮＣ装置１９より刃先位置計測指令が出るとＸ軸ボールネジ１２及びＸ軸モータ１３が駆動し、タレット７に装着された工具６は移動してあらかじめ主軸中心位置に設定された刃先位置計測用センサ１６に接触する。そして、電気信号がＯＮとなりＮＣ装置１９に電気信号が伝達され移動を停止する。この時の位置をＸ軸位置検出用エンコーダ１４にて検出し、ＮＣ装置１９にて主軸中心位置からの工具オフセット量を演算する。この動作を加工前ごとに行い加工精度を維持している。また、刃先位置計測用センサ１６はセンサアーム１７に装着されており、センサアーム用モータ１８により回転可能であり計測を行う時のみ機械内に自動で振り込まれる。なお、工具６は加工物１に応じて複数使用されるため、上述の刃先位置計測も複数の工具について行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のＮＣ旋盤においては、加工中の切削熱、ビルトインモータ３の発熱等の外乱によりセンサアーム１７が変位してしまい、そのため刃先位置計測用センサ１６の位置があらかじめ設定してあった主軸中心位置から変位してしまう可能性があった。この変位は、刃先位置計測に誤差が生じて加工精度が劣化する原因となる。特に加工後の計測が困難な部分ではこの影響が大きくなる。
【０００５】
また、刃先位置計測による加工前計測のみであるため、加工完了品が許容寸法内で加工されているか確認できず、加工不良製品を多数生産してしまう恐れがある。
【０００６】
さらに、工具６の工具摩耗量を明確に認識する事ができないので、工具交換時期の予測が出来ない。
【０００７】
この発明は上述した事情から成されたものであり、この発明の目的は、加工中の外乱により誤差を生じる事なく刃先の位置を計測し、加工後の製品の監視、工具磨耗量計測も可能な工作機械を提供する事にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明にかかる工作機械は、移動自在な位置計測用センサの検出部および工具の刃先の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段による検出結果を用いて主軸中心位置に対する刃先位置のオフセット量を得るべく、検出部および刃先を移動させる駆動手段と、指令寸法と、主軸に固定して回転させ前記工具で指令寸法に切削加工した基準物に前記検出部を接触させたときの該検出部の位置検出結果より、主軸中心位置からの検出部の距離を校正する手段と、主軸中心位置からの距離の校正された検出部を刃先位置計測用センサに接触させたときの該検出部の位置検出結果より、主軸中心位置からの刃先位置計測用センサの距離を校正する手段と、を有し、主軸中心位置からの距離の校正された前記刃先位置計測用センサに刃先を接触させたときの該刃先の位置検出結果より、主軸中心位置に対する刃先位置のオフセット量を演算することを特徴とする。
【００１４】
以上の工作機械においては、主軸中心位置に対する刃先位置計測用センサの当接面の相対的な位置を検出し校正するようにしたので、加工中の外乱により刃先位置計測用センサが変位して発生する誤差をなくす事ができ、加工後に計測が困難な部分の精度も向上する。また、加工後の加工物の寸法計測も可能であり、加工後の製品の監視もできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る工作機械の一実施形態の全体構成図である。工具６はタレット７に装着されＺ軸ボールネジ９及びＺ軸モータ１０によってＺ軸方向に駆動し、その位置はＺ軸位置検出用エンコーダ１１により検出される。また、Ｘ軸ボールネジ１２及びＸ軸モータ１３によってＸ軸方向に駆動し、その位置はＸ軸位置検出用エンコーダ１４によって検出されるとともに、Ｘ軸位置検出用リニアスケール１５によって直線的な位置検出も行われている。なお、この直線的な位置検出手段はリニアスケールに限らずインダクトシンも考えられ、また、Ｚ軸にも適用する事も可能である。また、検出部を先端に有しており、その検出部に当接した刃先位置計測用センサ１６の位置を計測する位置計測用センサ５は、タレット７に装着されているので、工具６の駆動手段によって移動される。すなわち、Ｚ軸ボールネジ９、Ｚ軸モータ１０、Ｘ軸ボールネジ１２及びＸ軸モータ１３で構成される工具６の駆動手段は、位置計測用センサ５の移動手段でもあり、Ｚ軸位置検出用エンコーダ１１、Ｘ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５で構成される工具６の位置検出手段は、位置計測用センサ５の位置検出手段でもある。
【００１６】
一方、刃先位置計測用センサ１６は、センサアーム１７に装着されセンサアーム用モータ１８にて計測時にのみ工作機械内へ自動で振り込まれる。移動し当接した工具６の刃先のＺ軸及びＸ軸方向位置が計測される。なお、このセンサアーム１７の工作機械内への振り込みは手動により行う方法も考えられる。また、加工物１は主軸チャック２にて保持されビルトインモータ３にて回転しその回転角度は回転角度検出用エンコーダ４にて検出される。主軸チャック２は、位置計測用センサ校正用基準物２０を装備している。ＮＣ装置１９は、位置計測用センサ５の検出部を位置検出用センサ校正用基準物２０に当接させることにより検出した主軸の位置に対する検出部の位置と、検出部を刃先位置計測用センサ１６へ当接させることにより検出した検出部の位置と、に基づいて刃先位置計測用センサ１６の位置を求める校正手段である。つまり、ＮＣ装置１９は、駆動手段で移動した位置計測用センサ５を位置検出用センサ校正用基準物２０に当接させることにより位置検出用センサ校正用基準物２０のＺ軸及びＸ軸方向の位置を計測し、ＮＣ装置１９より位置計測用センサ５自身の位置の校正を行う。また、この校正された位置計測用センサ５を駆動手段で移動させ、刃先位置計測用センサ１６を当接する事により刃先位置計測用センサ１６のＺ軸及びＸ軸方向の位置を計測し、刃先位置計測用センサ１６の位置の校正を行う。
【００１７】
また、タレット７に工具摩耗量を計測するための基準面であって刃先位置計測用センサ１６で計測可能な工具摩耗量計測用共通基準面２２を有する工具磨耗量計測手段としての工具摩耗量計測部を装備した場合、ＮＣ装置１９は、加工前に工具摩耗量計測用共通基準面２２及び工具６の刃先を駆動手段で移動させ、刃先位置計測用センサ１６に当接させることにより工具摩耗量計測用共通基準面２２のＺ軸及びＸ軸方向の位置と工具６の刃先のＺ軸及びＸ軸方向の位置を計測し記憶しておく。そして、加工後に再度工具摩耗量計測用共通基準面２２及び工具６の刃先を駆動手段で移動させ、刃先位置計測用センサ１６に当接させることにより工具摩耗量計測用共通基準面２２のＺ軸及びＸ軸方向の位置と工具６の刃先のＺ軸及びＸ軸方向の位置を計測する。ＮＣ装置１９は、これらの計測値より工具摩耗量を求める。なお、刃先位置計測用センサ１６及び位置計測用センサ５の検出方法は接触式に限らず非接触式のものも考えられる。また接触式のものでもＯＮ、ＯＦＦ検出だけでなく、アナログ検出でセンサの接触後の移動距離も検出できるものであれば更に精度が良くなる。
【００１８】
図２は本実施の形態における工作機械の要部の位置関係を示した図である。刃先位置計測用センサ１６の主軸中心位置からの距離Ｘ１６は、加工を行うとともに熱等の外乱の影響でＸ１６Ｅ変位する。また、位置計測用センサ５及び工具６を備えたタレット７の中心位置と主軸中心位置の距離Ｘ７も同様にＸ７Ｅ変位する。さらに、加工が進むにつれて工具摩耗により工具６のタレット７の中心位置からの距離Ｘ６もＸ６Ｅ変位する。
【００１９】
図３から図５はタレット７に装着された位置計測用センサ５の位置の校正の方法を説明するために用いる図である。図３は参考例としての主軸チャック把握型基準物２０ａを用いた位置計測用センサ５の位置の校正の方法を説明するために用いる図である。図３左図のように既知の寸法である主軸チャック把握型基準物２０ａを主軸チャック２で保持し、この主軸チャック把握型基準物２０ａに、タレット７に装着された位置計測用センサ５を駆動手段で移動させ接触させる。この接触時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に伝達されると移動を停止する。この時の位置はＸ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５にて検出される。同様に図３中央図のようにもう一端の位置も計測してＮＣ装置１９より主軸チャック把握型基準物２０ａの寸法が求められる。そして、主軸チャック把握型基準物２０ａの寸法は既知であるので、位置計測用センサ５の計測結果より位置計測用センサ５を装着したタレット７の主軸中心位置からの距離Ｘ７が校正される。また、主軸チャック把握型基準物２０ａを主軸チャック２で保持する際のチャッキング誤差は、ビルトインモータ３を任意の角度回転させその角度を回転角度検出用エンコーダ４にて検出し、前記と同様に主軸チャック把握型基準物２０ａの寸法を計測する動作を繰返し行い、その計測値を平均する事により解消する。また、図３ではＸ軸方向について説明したがＺ軸方向についても同様である。なお、主軸チャック把握型基準物２０ａの既知の寸法部分は外径に限らず内径でもよい。
【００２０】
図４は参考例としての主軸チャック内蔵型基準物２０ｂを用いた位置計測用センサ５の位置の校正の方法を説明するために用いる図である。図４左図のように既知の寸法である主軸チャック内蔵型基準物２０ｂを主軸チャック２に内蔵し、図４中央図のようにこの主軸チャック内蔵型基準物２０ｂに、タレット７に装着された位置計測用センサ５を駆動手段で図４左図の状態よりＸ＋方向に移動させ、主軸チャック内蔵型基準物２０ｂに接触させる。この接触時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に伝達されると移動を停止する。この時の位置はＸ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５にて検出される。続いて、図４右図のように駆動手段でＸ−方向に移動させ、主軸チャック内蔵型基準物２０ｂに再度接触させる。この接触時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に伝達されると再度移動を停止する。この２度の接触間の移動距離をＸ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５にて検出され、ＮＣ装置１９により主軸チャック内蔵型基準物２０ｂの寸法が求められる。そして、主軸チャック内蔵型基準物２０ｂの寸法は既知であるので、位置計測用センサ５の計測結果より位置計測用センサ５を装着したタレット７の主軸中心位置からの距離Ｘ７が校正される。また、図４ではＸ軸方向について説明したがＺ軸方向についても同様である。なお、主軸チャック内蔵型基準物２０ｂの既知の寸法部分は内径に限らず外径でもよい。
【００２１】
図５は本実施の形態の切削可能型基準物２０ｃを用いた位置計測用センサ５の位置の校正の方法を説明するために用いる図である。図５左図のように切削可能型基準物２０ｃを主軸チャック２に装着し、ビルトインモータ３にて主軸チャック２を回転させ、タレット７に装着された工具６を駆動手段で移動させ、切削可能型基準物２０ｃを任意の指令寸法に加工する。続いて、図５中央図のように加工された切削可能型基準物２０ｃに、タレット７に装着された位置計測用センサ５を駆動手段で図５右図のように移動させ接触させる。この接触時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に伝達されると移動を停止する。この時の位置はＸ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５にて検出される。そして、切削可能型基準物２０ｃは任意の指令寸法に加工されているので指令寸法と位置計測用センサ５の計測結果より位置計測用センサ５を装着したタレット７の主軸中心位置からの距離Ｘ７が校正される。また、図５ではＸ軸方向について説明したがＺ軸方向についても同様である。なお、切削可能型基準物２０ｃの代わりに加工物１を計測する方法も考えられる。
【００２２】
図６は本実施の形態の刃先位置計測用センサ１６の位置の校正の方法を説明するために用いる図である。前記図５のように位置を校正され、タレット７に装着された位置計測用センサ５を駆動手段にて図６左図の状態から図６右図のように移動させ刃先位置計測用センサ１６に接触させる。この接触の検知は、位置計測用センサ５のＯＮ信号と刃先位置計測用センサ１６のＯＮ信号のＯＲ論理回路となっており、位置計測用センサ５か刃先位置計測用センサ１６のどちらかの電気信号がＮＣ装置１９に伝達されると移動を停止する。この時の位置はＸ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５にて検出される。そして、ＮＣ装置１９より刃先位置計測用センサ１６の主軸中心位置からの距離Ｘ１６が校正される。また、図６ではＸ軸方向について説明したがＺ軸方向についても同様である。なお、センサの接触の検知の方法は、上記の方法以外にもどちらかに接触するとセンサの信号が必ず先に出る構造を持つものも考えられる。
【００２３】
そして、加工前にタレット７に装着された工具６を駆動手段で移動させ刃先位置計測用センサ１６に接触させる。この接触時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に伝達されると移動を停止する。この時の位置Ｘ６前はＸ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５にて検出され、ＮＣ装置１９に記憶される。続いて、加工後に図３から図６までの方法で刃先位置計測用センサ１６の主軸中心位置からの距離Ｘ１６を校正し、再度タレット７に装着された工具６を駆動手段で移動させ刃先位置計測用センサ１６に接触させる。この接触時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に伝達されると移動を停止する。この時の位置Ｘ６後はＸ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５にて検出され、先にＮＣ装置１９に記憶しておいた加工前の工具６の位置Ｘ６前との差より工具６の工具摩耗量が求められる。なお、上記ではＸ軸方向について説明したがＺ軸方向についても同様である。
【００２４】
図７及び図８はタレット７に装着された工具６の工具摩耗量計測を刃先位置計測用センサ１６の主軸中心位置からの距離Ｘ１６を校正する事なく行う参考例としての方法を説明するために用いる図である。図７は工具近傍工具位置基準面２１を用いた参考例としての工具摩耗量計測の方法を説明するために用いる図である。図７左図のように加工前にタレット７に装着された工具近傍工具位置基準面２１を駆動手段で移動させ刃先位置計測用センサ１６に接触させる。この接触時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に伝達されると移動を停止する。この時の位置Ｘ２１前はＸ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５にて検出される。
【００２５】
続いて、図７右図のようにタレット７に装着された工具６を同様に駆動手段で移動させ刃先位置計測用センサ１６に接触させる。この接触時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に伝達されると移動を停止する。この時の位置Ｘ６前はＸ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５にて検出される。そして、工具近傍工具位置基準面２１の位置Ｘ２１前と工具６の位置Ｘ６前の差をＮＣ装置１９に記憶しておく。続いて、加工後に再度タレット７に装着された工具近傍工具位置基準面２１を駆動手段で移動させ刃先位置計測用センサ１６に接触させる。この接触時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に伝達されると移動を停止する。この時の位置Ｘ２１後はＸ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５にて検出される。
【００２６】
続いて、タレット７に装着された工具６を同様に駆動手段で移動させ刃先位置計測用センサ１６に接触させる。この接触時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に伝達されると移動を停止する。この時の位置Ｘ６後はＸ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５にて検出される。そして、工具近傍工具位置基準面２１の位置Ｘ２１後と工具６の位置Ｘ６後の差と先にＮＣ装置１９に記憶しておいた加工前の工具近傍工具位置基準面２１の位置Ｘ２１前と工具６の位置Ｘ６前の差より工具６の工具摩耗量を求める。なお、工具摩耗量の算出方法については、加工前の工具近傍工具位置基準面２１の位置Ｘ２１前と加工後の工具近傍工具位置基準面２１の位置Ｘ２１後の差と、加工前の工具６の位置Ｘ６前と加工後の工具６の位置Ｘ６後の差より算出する方法も考えられる。また、図６ではＸ軸方向について説明したがＺ軸方向についても同様である。
【００２７】
図８は工具摩耗量計測用共通基準面２２による参考例としての工具摩耗量計測の方法を説明するために用いる図である。上述図７の方法と同様に図８左図のようにタレット７に装着された工具摩耗量計測用共通基準面２２を駆動手段で移動させ刃先位置計測用センサ１６に接触させる。この接触時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に伝達されると移動を停止する。この時の位置Ｘ２２前は、Ｘ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５にて検出される。続いて、図８中央図のようにタレット７に装着された工具６を同様に駆動手段で移動させ刃先位置計測用センサ１６に接触させる。この接触時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に伝達されると移動を停止する。この時の位置Ｘ６前はＸ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５にて検出される。そして、工具摩耗量計測用共通基準面２２の位置Ｘ２２前と工具６の位置Ｘ６前の差をＮＣ装置１９に記憶しておく。
【００２８】
続いて、加工後に再度タレット７に装着された工具摩耗量計測用共通基準面２２を駆動手段で移動させ刃先位置計測用センサ１６に接触させる。この接触時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に伝達されると移動を停止する。この時の位置Ｘ２２後はＸ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５にて検出される。続いて、タレット７に装着された工具６を同様に駆動手段で移動させ刃先位置計測用センサ１６に接触させる。この接触時のＯＮ信号がＮＣ装置１９に伝達されると移動を停止する。この時の位置Ｘ６後はＸ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５にて検出される。そして、工具摩耗量計測用共通基準面２２の位置Ｘ２２後と工具６の位置Ｘ６後の差と先にＮＣ装置１９に記憶しておいた加工前の工具摩耗量計測用共通基準面２２の位置Ｘ２２前と工具６の位置Ｘ６前の差より工具６の工具摩耗量を求める。なお、工具摩耗量の算出方法については、加工前の工具摩耗量計測用共通基準面２２の位置Ｘ２２前と加工後の工具摩耗量計測用共通基準面２２の位置Ｘ２２後の差と、加工前の工具６の位置Ｘ６前と加工後の工具６の位置Ｘ６後の差より算出する方法も考えられる。
【００２９】
続いて、タレット７を旋回させて別の工具６ａを割り出し、この工具６ａに関しても同様に刃先位置計測用センサ１６に接触させその位置を検出し工具摩耗量を求める。この方法を順次行いすべての工具について工具摩耗量計測を行う。なお、タレット７の旋回による位置決め誤差は工具摩耗量による誤差Ｘ６Ｅに比較して小さいものとし、工具摩耗量計測用共通基準面２２は各工具共通とした。また、図６ではＸ軸方向について説明したがＺ軸方向についても同様である。そして、工具摩耗量計測用共通基準面２２の装着位置はタレット７に限らず加工及び工具６の刃先位置計測の邪魔にならない場所でかつ刃先位置計測用センサ１６で計測可能な位置であれば任意の場所でよい。
【００３０】
図９は参考例としての加工後計測の方法を説明するために用いる図である。図９左図のように主軸チャック２で保持された加工後の加工物１にタレット７に装着された位置計測用センサ５を駆動手段で移動させ接触させる。この接触時のＯＮ信号はＮＣ装置１９に伝達され停止し、この時の位置はＸ軸位置検出用エンコーダ１４及びＸ軸位置検出用リニアスケール１５にて検出される。同様に図９右図のようにもう一端の位置も計測してＮＣ装置１９より加工後の加工物１の寸法が求められる。また、図９ではＸ軸方向について説明したがＺ軸方向についても同様である。なお、加工後の加工物１の寸法計測部分は外径に限らず内径でもよい。
【００３１】
続いて、図１０を用いて本実施の形態のＮＣ旋盤における加工時の動作状況について説明する。図１０は本実施の形態を用いたＮＣ旋盤での加工時の動作状況を示すフローチャートである。加工物１が初品であるときは、後述する加工前計測を行い工具オフセット量をＮＣ装置１９にて演算し補正する。続いて加工を開始し、あらかじめＮＣ装置１９に入力しておいた計測挿入個数に到達するとＮＣ装置１９より加工後計測指令が出され、先に図９を用いて説明したように加工物１の計測を行う。そして、計測寸法があらかじめＮＣ装置１９に入力しておいた許容寸法範囲外であるときは直ちに加工を停止し、ＮＣ装置１９にアラーム表示して不良品を多数加工する事がないようにしてある。許容寸法範囲内であるときは、続いて先に図７及び図８で説明した方法で工具摩耗量計測を行う。そして、計測した工具摩耗量があらかじめＮＣ装置１９に入力しておいた許容工具摩耗量未満であるときには引き続き加工を行い、許容工具摩耗量以上であるときには、工具交換を行い、初品加工の際と同様に加工前計測を行ってから加工を再開する。なお、加工後計測及び工具摩耗量計測は別々に任意の個数加工後に挿入することができ、挿入も加工個数ではなく加工時間で決める方法も考えられる。
【００３２】
図１１は本実施の形態の加工前計測の動作状況を示すブロック図である。ＮＣ装置１９より加工前計測指令が出されると、先に図５を説明したように主軸チャック２に把持されている主軸計測用センサ校正用基準物２０を計測し、タレット７に装着した位置計測用センサ５の位置を校正する。続いて先に、図６を用いて説明したように位置を校正した位置計測用センサ５で刃先位置計測用センサ１６の位置を計測し位置を校正する。そして、工具６を刃先位置計測用センサ１６に接触させ位置を計測し、ＮＣ装置１９にて工具オフセット量を演算し加工前計測が終了する。
【００３３】
なお、加工前計測、加工後計測及び工具摩耗量計測の方法は、加工物１の必要精度及び加工時間限度等に応じて選択可能であり、計測挿入時期についても個別に設定可能である。また、この実施の形態はＮＣ旋盤に限らず他の工作機械にも適用できる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる工作機械によれば、刃先位置計測用センサの主軸中心位置に対する相対的な位置を計測し校正することができるので、加工中の熱等の外乱により発生する誤差をなくすことができ、加工後の計測が困難な部分の精度も向上する。
【００３５】
また、加工後の加工物の寸法計測も可能であり、加工後の製品の監視もできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る工作機械の一実施形態の全体構成図である。
【図２】本実施の形態における工作機械の要部の位置関係を示した図である。
【図３】参考例としての主軸チャック把握型基準物を用いた位置計測用センサの位置の校正の方法を説明するために用いる図である。
【図４】参考例としての主軸チャック内蔵型基準物を用いた位置計測用センサの位置の校正の方法を説明するために用いる図である。
【図５】本実施の形態の切削可能型基準物を用いた位置計測用センサの位置の校正の方法を説明するために用いる図である。
【図６】本実施の形態の刃先位置計測用センサの位置の校正の方法を説明するために用いる図である。
【図７】参考例としての工具近傍工具位置基準面を用いた工具摩耗量計測の方法を説明するために用いる図である。
【図８】参考例としての工具摩耗量計測用共通基準面による工具摩耗量計測の方法を説明するために用いる図である。
【図９】参考例としての加工後計測の方法を説明するために用いる図である。
【図１０】本実施の形態のＮＣ旋盤における加工時の動作状況を示したフローチャートである。
【図１１】本実施の形態の加工前計測の動作状況を示すブロック図である。
【図１２】従来のＮＣ旋盤を示した全体構成図である。
【符号の説明】
１加工物、２主軸チャック、３ビルトインモータ、４回転角度検出用エンコーダ、５位置計測用センサ、６工具、７タレット、８刃物台、９Ｚ軸ボールネジ、１０Ｚ軸モータ、１１Ｚ軸位置検出用エンコーダ、１２Ｘ軸ボールネジ、１３Ｘ軸モータ、１４Ｘ軸位置検出用エンコーダ、１５Ｘ軸位置検出用リニアスケール、１６刃先位置計測用センサ、１７センサアーム、１８センサアーム回転用モータ、１９ＮＣ装置、２０位置計測用センサ校正用基準物、２０ａ主軸チャック把握型基準物、２０ｂ主軸チャック内蔵型基準物、２０ｃ切削可能型基準物、２１工具近傍工具位置基準面、２２工具摩耗量計測用共通基準面。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a processing method for a machine tool, particularly an NC lathe.
[0002]
[Prior art]
In a conventional NC lathe, a mechanism in which a sensor for measuring the position of a blade edge is mounted on a rotatable sensor arm is employed.
[0003]
FIG. 12 is an overall configuration diagram showing a conventional NC lathe. When a cutting edge position measurement command is issued from the NC device 19, the X-axis ball screw 12 and the X-axis motor 13 are driven, and the tool 6 mounted on the turret 7 moves. Then, it comes into contact with the blade edge position measuring sensor 16 preset at the spindle center position. Then, the electric signal is turned ON, and the electric signal is transmitted to the NC device 19 to stop the movement. The position at this time is detected by the encoder 14 for X-axis position detection, and the NC device 19 calculates the tool offset amount from the center position of the spindle. This operation is performed before each processing to maintain the processing accuracy. The sensor 16 for measuring the position of the cutting edge is mounted on a sensor arm 17 and can be rotated by a motor 18 for the sensor arm, and is automatically transferred into the machine only when measurement is performed. Since a plurality of tools 6 are used in accordance with the workpiece 1, the above-described blade position measurement is also performed on a plurality of tools.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional NC lathe, the sensor arm 17 is displaced due to disturbances such as cutting heat during processing and heat generation of the built-in motor 3, so that the position of the blade position measuring sensor 16 is preset. There is a possibility that the main shaft will be displaced from the center position. This displacement causes an error in the measurement of the position of the cutting edge, and causes the machining accuracy to deteriorate. In particular, this effect is large in a portion where measurement after processing is difficult.
[0005]
Further, since only the pre-processing measurement based on the edge position measurement is performed, it is not possible to confirm whether the processed product is processed within the allowable dimension, and there is a possibility that a large number of defective products will be produced.
[0006]
Furthermore, since the tool wear amount of the tool 6 cannot be clearly recognized, the tool replacement time cannot be predicted.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to measure a position of a cutting edge without generating an error due to disturbance during machining, to monitor a product after machining, and to measure a tool wear amount. It is to provide a Do machine tools.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, a machine tool according to the present invention, a position detecting means for detecting the detection portion and the position of the cutting edge of the tool of movable position measuring sensor, using the detection result by the position detection means In order to obtain an offset amount of the cutting edge position with respect to the main spindle center position, a driving unit for moving the detecting unit and the cutting edge, a command dimension, and a detecting unit that is fixed to the main shaft and rotated to the command size by the tool and cut to the command dimension. Means for calibrating the distance of the detection unit from the center position of the spindle from the position detection result of the detection unit when the contact is made, and contacting the detection unit with the calibrated distance from the center position of the spindle with the sensor for measuring the cutting edge position. the position detection result of the detection unit upon by having means for calibrating the distance of the cutting edge position measuring sensor from a spindle center position, a calibrated the cutting edge position of the distance from the spindle center position The position detection result of the blade to when contacting the cutting edge sensors for measurement, characterized by calculating the offset amount of the edge position relative to the spindle center position.
[0014]
Oite the more machine tools, so was to detect and calibrate the relative positions of the abutment surface of the cutting edge position measuring sensor for spindle center position, the edge position measuring sensor due to disturbance during processing displacement As a result, it is possible to eliminate the error that occurs and to improve the accuracy of a portion that is difficult to measure after processing. It is also possible to measure the dimensions of the processed workpiece and to monitor the processed product.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of a machine tool according to the present invention. The tool 6 is mounted on a turret 7 and driven in the Z-axis direction by a Z-axis ball screw 9 and a Z-axis motor 10, and its position is detected by a Z-axis position detection encoder 11. Further, the actuator is driven in the X-axis direction by an X-axis ball screw 12 and an X-axis motor 13, and its position is detected by an X-axis position detection encoder 14, and linear position detection is also performed by an X-axis position detection linear scale 15. Is being done. Note that this linear position detecting means is not limited to the linear scale, but may be an inductosin. Further, the linear position detecting means may be applied to the Z axis. In addition, since the position measuring sensor 5 which has a detecting portion at the tip and measures the position of the blade position measuring sensor 16 in contact with the detecting portion is mounted on the turret 7, the tool 6 It is moved by the driving means. That is, the driving means of the tool 6 composed of the Z-axis ball screw 9, the Z-axis motor 10, the X-axis ball screw 12, and the X-axis motor 13 is also a moving means of the position measuring sensor 5, and the Z-axis position detecting encoder 11 The X-axis position detection encoder 14 and the X-axis position detection linear scale 15 constitute a position detection unit of the tool 6, which is also a position detection unit of the position measurement sensor 5.
[0016]
On the other hand, the blade position measuring sensor 16 is mounted on the sensor arm 17 and is automatically transferred into the machine tool only at the time of measurement by the motor 18 for the sensor arm. The Z-axis and X-axis positions of the cutting edge of the tool 6 that has moved and contacted are measured. Note that a method of manually transferring the sensor arm 17 into the machine tool may be considered. The workpiece 1 is held by a spindle chuck 2 and rotated by a built-in motor 3, and its rotation angle is detected by a rotation angle detection encoder 4. The spindle chuck 2 is equipped with a position measurement sensor calibration reference object 20. NC device 19, the position of the detector relative to the position of the main shaft detected by abutting the detector for position measurement sensor 5 to the position detection sensor calibration reference object 20, the cutting edge of the detector for position measurement sensor 16 a position detection unit detected by Rukoto abut to a calibration means for determining the position of the cutting edge position measuring sensor 1 6 based on. That is, the NC device 19 abuts the position measurement sensor 5 moved by the driving means on the position detection sensor calibration reference object 20 in the Z-axis and X-axis directions of the position detection sensor calibration reference object 20. The position is measured, and the position of the position measurement sensor 5 itself is calibrated by the NC device 19. The calibrated position measuring sensor 5 is moved by the driving means, and the position of the blade position measuring sensor 16 in the Z-axis and X-axis directions is measured by contact with the blade position measuring sensor 16, and the position of the blade position is measured. The position of the measurement sensor 16 is calibrated.
[0017]
Also, a tool wear amount measurement means as a tool wear amount measurement means having a tool wear amount measurement common reference surface 22 which is a reference surface for measuring the tool wear amount on the turret 7 and can be measured by the blade position measurement sensor 16. When the NC unit 19 is provided, the NC device 19 moves the tool wear amount measurement common reference plane 22 and the cutting edge of the tool 6 by driving means before machining, and abuts the cutting edge position measurement sensor 16 to thereby reduce the tool wear amount. The position of the measurement common reference plane 22 in the Z-axis and X-axis directions and the position of the cutting edge of the tool 6 in the Z-axis and X-axis directions are measured and stored. Then, after machining, the tool wear amount measurement common reference surface 22 and the cutting edge of the tool 6 are again moved by the driving means, and are brought into contact with the cutting edge position measurement sensor 16 so that the Z axis of the tool wear amount measurement common reference surface 22 is obtained. And the position in the X-axis direction and the position of the cutting edge of the tool 6 in the Z-axis and X-axis directions. The NC device 19 obtains a tool wear amount from these measured values. The detection method of the blade edge position measuring sensor 16 and the position measuring sensor 5 is not limited to the contact type, but may be a non-contact type. Further, even if the contact type is used, not only the ON / OFF detection but also the analog detection can detect the moving distance after the contact of the sensor, so that the accuracy is further improved.
[0018]
FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship of a main part of the machine tool according to the present embodiment. The distance X16 from the center of the main shaft of the sensor 16 for measuring the position of the cutting edge is displaced by X16E due to the influence of disturbance such as heat while processing. Similarly, the distance X7 between the center position of the turret 7 including the position measuring sensor 5 and the tool 6 and the center position of the main shaft is also displaced by X7E. Further, as the machining proceeds, the distance X6 from the center position of the turret 7 of the tool 6 is also displaced by X6E due to tool wear.
[0019]
FIGS. 3 5 is a diagram used for explaining a method for calibrating the position of the position measuring sensor 5 mounted on the turret 7. FIG. 3 is a view used to explain a method of calibrating the position of the position measuring sensor 5 using the spindle chuck grasping type reference object 20a as a reference example . As shown in the left diagram of FIG. 3, a spindle chuck holding type reference object 20a having a known dimension is held by the spindle chuck 2, and the position measuring sensor 5 mounted on the turret 7 is driven by the spindle chuck holding type reference object 20a. Move and contact by means. When the ON signal at the time of this contact is transmitted to the NC device 19, the movement is stopped. The position at this time is detected by the encoder 14 for X-axis position detection and the linear scale 15 for X-axis position detection. Similarly, the position of the other end is also measured as shown in the center view of FIG. Then, since the dimensions of the spindle chuck grasping type reference object 20a are known, the distance X7 from the center position of the spindle of the turret 7 to which the position measurement sensor 5 is mounted is calibrated based on the measurement result of the position measurement sensor 5. In addition, the chucking error when the spindle chuck grasping type reference object 20a is held by the spindle chuck 2 is determined by rotating the built-in motor 3 by an arbitrary angle and detecting the angle by the rotation angle detecting encoder 4, as described above. The operation for measuring the dimension of the spindle chuck grasping type reference object 20a is repeated, and the measured values are averaged to solve the problem. In addition, FIG. 3 describes the X-axis direction, but the same applies to the Z-axis direction. The known dimensions of the spindle chuck gripping reference object 20a are not limited to the outer diameter, but may be the inner diameter.
[0020]
FIG. 4 is a diagram used to explain a method of calibrating the position of the position measurement sensor 5 using the spindle chuck built-in reference object 20b as a reference example . A spindle chuck built-in reference material 20b having a known size as shown in the left diagram of FIG. 4 is built in the spindle chuck 2, and attached to the turret 7 on the spindle chuck built-in reference material 20b as shown in the center diagram of FIG. The position measuring sensor 5 is moved by the driving means in the X + direction from the state shown in the left diagram of FIG. 4 to make contact with the spindle chuck built-in reference object 20b. When the ON signal at the time of this contact is transmitted to the NC device 19, the movement is stopped. The position at this time is detected by the encoder 14 for X-axis position detection and the linear scale 15 for X-axis position detection. Subsequently, as shown in the right diagram of FIG. 4, the actuator is moved in the X-direction by the driving means, and is brought into contact with the spindle chuck built-in reference object 20b again. When the ON signal at the time of this contact is transmitted to the NC device 19, the movement is stopped again. The movement distance between the two contacts is detected by the X-axis position detection encoder 14 and the X-axis position detection linear scale 15, and the NC device 19 determines the dimensions of the spindle chuck built-in reference object 20b. Since the dimensions of the spindle chuck built-in reference object 20b are known, the distance X7 from the center of the spindle of the turret 7 on which the position measurement sensor 5 is mounted is calibrated based on the measurement result of the position measurement sensor 5. In FIG. 4, the description has been made in the X-axis direction, but the same applies to the Z-axis direction. The known dimension of the spindle chuck built-in reference object 20b is not limited to the inner diameter, but may be the outer diameter.
[0021]
FIG. 5 is a diagram used to explain a method of calibrating the position of the position measurement sensor 5 using the cuttable reference object 20c of the present embodiment. As shown in the left diagram of FIG. 5, the cuttable reference object 20c is mounted on the spindle chuck 2, the spindle chuck 2 is rotated by the built-in motor 3, and the tool 6 mounted on the turret 7 is moved by the driving means to perform cutting. The mold reference object 20c is processed into an arbitrary command size. Subsequently, the position measuring sensor 5 mounted on the turret 7 is moved by the driving means as shown in the right diagram of FIG. 5 and brought into contact with the cuttable reference object 20c processed as shown in the center diagram of FIG. When the ON signal at the time of this contact is transmitted to the NC device 19, the movement is stopped. The position at this time is detected by the encoder 14 for X-axis position detection and the linear scale 15 for X-axis position detection. Since the cuttable reference object 20c is machined to an arbitrary command size, the distance X7 from the center position of the main shaft of the turret 7 to which the position measurement sensor 5 is mounted is determined from the command size and the measurement result of the position measurement sensor 5. Calibrated. In addition, FIG. 5 describes the X-axis direction, but the same applies to the Z-axis direction. Note that a method of measuring the workpiece 1 instead of the cuttable reference object 20c is also conceivable.
[0022]
FIG. 6 is a diagram used to explain a method of calibrating the position of the blade edge position measuring sensor 16 according to the present embodiment. As shown in FIG. 5 , the position is calibrated as shown in FIG. 5 , and the position measuring sensor 5 mounted on the turret 7 is moved by the driving means from the state shown in FIG. Make contact. This contact detection is performed by an OR logic circuit of the ON signal of the position measurement sensor 5 and the ON signal of the blade position measurement sensor 16, and the electric signal of either the position measurement sensor 5 or the blade position measurement sensor 16 is used. When the signal is transmitted to the NC device 19, the movement is stopped. The position at this time is detected by the encoder 14 for X-axis position detection and the linear scale 15 for X-axis position detection. Then, the distance X16 from the center position of the main shaft of the blade edge position measuring sensor 16 is calibrated by the NC device 19. In FIG. 6, the description has been made in the X-axis direction, but the same applies to the Z-axis direction. As a method of detecting the contact of the sensor, in addition to the above-described method, a sensor having a structure in which the signal of the sensor is always output first when one of the two contacts is made can be considered.
[0023]
Then, before processing, the tool 6 mounted on the turret 7 is moved by the driving means and brought into contact with the blade position measuring sensor 16. When the ON signal at the time of this contact is transmitted to the NC device 19, the movement is stopped. The position before the position X6 at this time is detected by the encoder 14 for detecting the X-axis position and the linear scale 15 for detecting the X-axis position, and is stored in the NC device 19. Subsequently, after machining, the distance X16 from the center of the spindle of the blade position measuring sensor 16 is calibrated by the method shown in FIGS. To the sensor 16 for use. When the ON signal at the time of this contact is transmitted to the NC device 19, the movement is stopped. After the position X6 at this time, the position is detected by the encoder 14 for detecting the X-axis position and the linear scale 15 for detecting the X-axis position. The tool wear amount of the tool 6 is obtained from the difference. Note that the X-axis direction has been described above, but the same applies to the Z-axis direction.
[0024]
7 and 8 for explaining a method as the reference example performed without calibrating the distance X16 of the tool wear amount measuring tool 6 mounted on turret 7 from the spindle center position of the cutting edge position measuring sensor 16 FIG. Figure 7 is a diagram used for explaining a method of tool wear amount measurement as a reference example using the engineering tool near the tool position reference plane 21. As shown in the left diagram of FIG. 7, the tool-close tool position reference surface 21 mounted on the turret 7 before the machining is moved by the driving means and brought into contact with the blade position measuring sensor 16. When the ON signal at the time of this contact is transmitted to the NC device 19, the movement is stopped. The position before the position X21 is detected by the X-axis position detection encoder 14 and the X-axis position detection linear scale 15.
[0025]
Subsequently, the tool 6 mounted on the turret 7 is similarly moved by the driving means as shown in the right diagram of FIG. 7 and brought into contact with the blade position measurement sensor 16. When the ON signal at the time of this contact is transmitted to the NC device 19, the movement is stopped. The position before the position X6 at this time is detected by the encoder 14 for X-axis position detection and the linear scale 15 for X-axis position detection. Then, the difference between the position X21 before the tool neighboring tool position reference plane 21 and the position X6 before the tool 6 is stored in the NC device 19. Subsequently, after machining, the tool vicinity tool position reference surface 21 mounted on the turret 7 is again moved by the driving means and brought into contact with the blade position measurement sensor 16. When the ON signal at the time of this contact is transmitted to the NC device 19, the movement is stopped. After the position X21 at this time, it is detected by the X-axis position detection encoder 14 and the X-axis position detection linear scale 15.
[0026]
Subsequently, the tool 6 mounted on the turret 7 is similarly moved by the driving means and brought into contact with the blade position measurement sensor 16. When the ON signal at the time of this contact is transmitted to the NC device 19, the movement is stopped. After the position X6 at this time, it is detected by the X-axis position detection encoder 14 and the X-axis position detection linear scale 15. Then, the difference between the position after the position X21 of the tool-side tool position reference plane 21 and the position after the position X6 of the tool 6 and the position before the position X21 of the tool-side tool position reference plane 21 before machining stored in the NC unit 19 and the tool A tool wear amount of the tool 6 is obtained from a difference before the position X6 of the tool 6. The method for calculating the tool wear amount is as follows: the difference between the position before the position X21 of the tool near tool position reference surface 21 before machining and the position after the position of the tool near tool position reference surface 21 after machining X21, and the value of the tool 6 before machining. A method of calculating from the difference between the position before the position X6 and the position after the position X6 of the tool 6 after machining is also conceivable. In FIG. 6, the description has been made in the X-axis direction, but the same applies to the Z-axis direction.
[0027]
Figure 8 is a diagram used for explaining a method of tool wear amount measurement as a reference example by engineering tool wear amount measuring a common reference plane 22. As in the method of FIG. 7 described above, the tool wear amount measurement common reference surface 22 mounted on the turret 7 is moved by the driving means as shown in the left diagram of FIG. When the ON signal at the time of this contact is transmitted to the NC device 19, the movement is stopped. The position before X22 at this time is detected by the X-axis position detection encoder 14 and the X-axis position detection linear scale 15. Subsequently, the tool 6 mounted on the turret 7 is similarly moved by the driving means as shown in the center view of FIG. 8 and brought into contact with the blade position measuring sensor 16. When the ON signal at the time of this contact is transmitted to the NC device 19, the movement is stopped. The position before the position X6 at this time is detected by the encoder 14 for X-axis position detection and the linear scale 15 for X-axis position detection. The difference between the position X22 before the tool wear amount measurement common reference plane 22 and the position X6 before the tool 6 is stored in the NC device 19.
[0028]
Subsequently, after the machining, the tool wear amount measurement common reference surface 22 mounted on the turret 7 is again moved by the driving means and brought into contact with the cutting edge position measurement sensor 16. When the ON signal at the time of this contact is transmitted to the NC device 19, the movement is stopped. After the position X22 at this time, it is detected by the encoder 14 for X-axis position detection and the linear scale 15 for X-axis position detection. Subsequently, the tool 6 mounted on the turret 7 is similarly moved by the driving means and brought into contact with the blade position measurement sensor 16. When the ON signal at the time of this contact is transmitted to the NC device 19, the movement is stopped. After the position X6 at this time, it is detected by the X-axis position detection encoder 14 and the X-axis position detection linear scale 15. The difference between the position X22 of the tool wear amount measurement common reference plane 22 after the position X22 and the position of the tool 6 after the position X6 and the position of the tool wear amount measurement common reference plane 22 before machining stored in the NC device 19 previously. The tool wear amount of the tool 6 is obtained from the difference between before X22 and before the position X6 of the tool 6. The method for calculating the tool wear amount is as follows: the difference between the position X22 before the tool wear amount measurement common reference surface 22 before machining and the position X22 after the tool wear amount measurement common reference surface 22 after machining; Calculated from the difference between the position X6 before the tool 6 and the position X6 after the tool 6 after machining.
[0029]
Subsequently, the turret 7 is turned to determine another tool 6a, and the tool 6a is similarly brought into contact with the edge position measuring sensor 16 to detect the position and obtain the amount of tool wear. This method is sequentially performed to measure the tool wear amount for all the tools. Note that the positioning error due to the turning of the turret 7 was smaller than the error X6E due to the tool wear amount, and the tool wear amount measurement common reference plane 22 was common to each tool. In FIG. 6, the description has been made in the X-axis direction, but the same applies to the Z-axis direction. The mounting position of the tool wear amount measurement common reference surface 22 is not limited to the turret 7 and may be any position as long as the position does not interfere with the processing and the measurement of the cutting edge position of the tool 6 and can be measured by the cutting edge position measuring sensor 16. Good location.
[0030]
FIG. 9 is a diagram used to explain a post-processing measurement method as a reference example . As shown in the left diagram of FIG. 9, the position measuring sensor 5 mounted on the turret 7 is moved by the driving means and brought into contact with the processed workpiece 1 held by the spindle chuck 2. The ON signal at the time of this contact is transmitted to the NC device 19 and stopped, and the position at this time is detected by the X-axis position detection encoder 14 and the X-axis position detection linear scale 15. Similarly, the position of the other end is also measured as shown in the right diagram of FIG. In FIG. 9, the description has been made in the X-axis direction, but the same applies to the Z-axis direction. The dimension measurement portion of the processed workpiece 1 is not limited to the outer diameter but may be the inner diameter.
[0031]
Next, an operation state of the NC lathe according to the present embodiment during machining will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart showing an operation state at the time of machining with an NC lathe using the present embodiment. When the workpiece 1 is the first product, the pre-processing measurement described later is performed, and the tool offset amount is calculated and corrected by the NC device 19. Subsequently, the machining is started, and when the number of measured insertions previously input to the NC device 19 is reached, a post-machining measurement command is issued from the NC device 19, and as described above with reference to FIG. Perform measurement. When the measured dimension is out of the allowable dimension range previously input to the NC device 19, the processing is immediately stopped, an alarm is displayed on the NC device 19, and a large number of defective products are not processed. . If it is within the allowable dimension range, the tool wear amount is measured by the method described above with reference to FIGS. When the measured tool wear amount is less than the allowable tool wear amount previously input to the NC device 19, the machining is continuously performed. When the measured tool wear amount is equal to or more than the allowable tool wear amount, the tool is replaced. The processing is restarted after the pre-processing measurement is performed in the same manner as in. The post-machining measurement and the tool wear amount measurement can be separately inserted after machining any number of pieces, and a method of determining the insertion not by the number of machining but by the machining time is also conceivable.
[0032]
FIG. 11 is a block diagram illustrating an operation state of pre-processing measurement according to the present embodiment. When the pre-machining measurement command is issued from the NC device 19, the spindle calibration sensor calibration reference object 20 held by the spindle chuck 2 is measured as described above with reference to FIG. 5 , and the position measurement attached to the turret 7 is measured. Calibrate the position of the sensor 5 for use. Subsequently, first, the position of the blade edge position measuring sensor 16 is measured by the position measuring sensor 5 whose position has been calibrated as described with reference to FIG. 6, and the position is calibrated. Then, the tool 6 is brought into contact with the cutting edge position measuring sensor 16 to measure the position, the tool offset amount is calculated by the NC device 19, and the pre-processing measurement is completed.
[0033]
In addition, the method of the measurement before processing, the measurement after processing, and the measurement of tool wear amount can be selected according to the required accuracy of the workpiece 1, the processing time limit, and the like, and the measurement insertion time can also be individually set. This embodiment can be applied not only to the NC lathe but also to other machine tools.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the machine tools according to the present invention, it is possible to calibrate by measuring the relative position with respect to the cutting edge position the spindle center position of the measuring sensor, caused by a disturbance such as heat during processing This makes it possible to eliminate errors that occur, and to improve the accuracy of parts where measurement after processing is difficult.
[0035]
It is also possible to measure the dimensions of the processed workpiece and to monitor the processed product.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of a machine tool according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship of a main part of the machine tool according to the embodiment.
FIG. 3 is a view used to explain a method of calibrating the position of a position measurement sensor using a spindle chuck grasp type reference object as a reference example .
FIG. 4 is a diagram used to explain a method of calibrating the position of a position measurement sensor using a spindle chuck built-in reference object as a reference example .
FIG. 5 is a diagram used to explain a method of calibrating the position of a position measurement sensor using a cuttable reference object according to the present embodiment.
FIG. 6 is a diagram used to explain a method of calibrating the position of the sensor for measuring the position of the blade edge according to the present embodiment.
FIG. 7 is a diagram used to explain a method of measuring a tool wear amount using a tool near tool position reference plane as a reference example .
FIG. 8 is a view used to explain a method of measuring a tool wear amount using a tool wear amount measurement common reference plane as a reference example .
FIG. 9 is a diagram used to explain a post-processing measurement method as a reference example .
FIG. 10 is a flowchart showing an operation state during machining in the NC lathe according to the present embodiment.
FIG. 11 is a block diagram showing an operation state of pre-machining measurement according to the present embodiment.
FIG. 12 is an overall configuration diagram showing a conventional NC lathe.
[Explanation of symbols]
1 Workpiece, 2 spindle chuck, 3 built-in motor, 4 rotation angle detection encoder, 5 position measurement sensor, 6 tools, 7 turret, 8 turret, 9Z axis ball screw, 10Z axis motor, 11 Z axis position detection Encoder, 12 X-axis ball screw, 13 X-axis motor, 14 X-axis position detection encoder, 15 X-axis position detection linear scale, 16 Cutting edge position measurement sensor, 17 Sensor arm, 18 Sensor arm rotation motor, 19 NC device, 20 Reference object for sensor calibration for position measurement, 20a Spindle chuck grasp type reference object, 20b Spindle chuck built-in type reference object, 20c Cuttable type reference object, 21 Tool position reference plane near tool, 22 Common reference plane for tool wear measurement.

Claims

Position detecting means for detecting the position of the cutting edge of the tool and a detection unit of a movable position measurement sensor,
A driving unit that moves the detection unit and the blade edge to obtain an offset amount of the blade edge position with respect to the spindle center position using the detection result by the position detection unit;
From the command size and the position detection result of the detection unit when the detection unit is brought into contact with a reference object that has been fixed to the main shaft and rotated to the command size by the tool, the distance of the detection unit from the center position of the main shaft. Means for calibrating
Means for calibrating the distance of the sensor for measuring the position of the cutting edge from the center position of the spindle, based on the position detection result of the detecting unit when the detecting unit whose distance from the center of the spindle is calibrated is brought into contact with the sensor for measuring the position of the cutting edge. ,
Has,
Machining the offset amount of the cutting edge position with respect to the main spindle center position from the position detection result of the cutting edge when the cutting edge is brought into contact with the cutting edge position measuring sensor whose distance from the main spindle center position has been calibrated. machine.