JP2629501B2 - マシニングセンタの加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、加工済ワークを機内
で計測する計測装置を備えたマシニングセンタの加工方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、マシニングセンタにおいて、厳し
い寸法精度の要求されるキー溝等の加工を行った場合、
機内における正確な計測が困難であることから、加工済
みワークを機外に搬出した後、専用の計測装置で溝幅等
を計測している。しかし、機外で後工程で計測する場
合、計測結果を次のワークの加工に直ちに反映させるこ
とができず、多数の加工不良品が発生することがある。

【０００３】このため本出願人は、ワークの溝幅を機内
で精度良く計測できる計測装置を開発した。これによれ
ば、加工済ワークがテーブルの回転により段取側位置に
入れ替わったときに、テーブル上でワークの溝幅の計測
を行い、計測結果に応じて補正を行って次のワークを加
工することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、計測後に次の
ワークの加工を開始するため、計測に費やされる時間に
よってワーク加工のサイクルタイムが長くなるという問
題点がある。

【０００５】この発明の目的は、加工済ワークの計測結
果を次のワークの加工に反映させることができ、かつサ
イクルタイムの短縮が図れ、さらに再加工が可能な加工
不良のワークを再加工して無駄を省くことができるマシ
ニングセンタの加工方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の構成を実施例
に対応する図１と共に説明する。この発明は、ワーク
（Ｗ）を加工側と段取側とに交換可能に設置するテーブ
ル（５）と、段取側位置（Ｑ）にある加工済ワーク
（Ｗ）を計測する計測装置とを備えたマシニングセンタ
に適用される。このようなマシニングセンタおいて、テ
ーブル（５）上の加工側位置（Ｐ）にあるワーク（Ｗ）
の荒加工（Ｓ３）中に段取側位置（Ｑ）にある加工済ワ
ーク（Ｗ）を計測し（Ｓ６）、前記計測の結果、誤差が
公差内である場合は計測結果に応じて必要な補正（Ｓ
７）を行って前記荒加工ワーク（Ｗ）の仕上加工を行い
（Ｓ４）、前記計測の結果、誤差が公差を、再加工で誤
差修正可能な方に超えている場合は、加工側と段取側の
ワーク（Ｗ）の位置をテーブル動作で入れ換え（Ｓ
９）、その公差を超える誤差の生じたワークの仕上再加
工を、前記計測結果に応じた補正をして行い（Ｓ１
０）、その後、加工側と段取側のワーク位置をテーブル
動作で元に戻し（Ｓ１１）、仕上再加工ワークの前記計
測装置による計測を行い（Ｓ１２）、その計測結果が公
差内である場合はその計測結果に応じて必要な補正（Ｓ
８）を行って前記荒加工ワークの仕上加工（Ｓ４）を行
う。

【０００７】

【作用】この発明方法によると、加工済ワーク（Ｗ）の
計測結果を次ワーク（Ｗ）の加工に反映させるものであ
りながら、次ワーク（Ｗ）の荒加工中に前回の加工済ワ
ーク（Ｗ）の計測を行うので、サイクルタイムが短縮さ
れる。

【０００８】

【実施例】この発明の一実施例を図１ないし図３に基づ
いて説明する。図２は、この発明方法を適用する横型マ
シニングセンタの一例を示す平面図である。ベッド１に
コラム２が前後（Ｚ軸方向）および左右（Ｘ軸方向）に
駆動可能に設置され、コラム２に主軸４を有する主軸頭
３が昇降（Ｙ軸方向）駆動可能に搭載されている。

【０００９】コラム２の前方に、水平旋回をするテーブ
ル５が設置され、その側方に計測装置６が設置してあ
る。テーブル５は、治具７を介して２個のワークＷを保
持し、両ワークＷを旋回により加工側位置Ｐと段取側位
置Ｑに入れ換えるものである。マシニングセンタの全体
は機体カバー（図示せず）で覆ってあり、その正面に自
動ドア８が設けられている。自動ドア８の外部に、機外
のパレット搬送装置９とテーブル５の段取側位置Ｑとの
間でワークのローディングおよびアンローディングを行
うワークローディング装置１０が設置してある。

【００１０】計測装置６は、図２に矢印Ａで示すよう
に、図３の計測ヘッド支持具１１を移動させてワークＷ
のキー溝Ｗａの溝幅を計測するものである。計測ヘッド
支持具１１は、キー溝Ｗａ内に挿入されて溝幅方向にエ
アーを噴出する計測ヘッド１２を有し、その背圧により
計測装置６による溝幅計測が行われる。計測ヘッド支持
具１１は前後に進退可能であり、計測ヘッド１２がキー
溝Ｗａ内に進入できないときは、計測ヘッド支持具１１
が後方に逃げる。この逃げ動作はレリービングスイッチ
１３で検出され、計測不能信号が出力される。

【００１１】図２において、ＮＣ装置１４はマシニング
センタおよびワークローディング装置１０等で構成され
る加工セルの全体を制御する装置であり、数値制御部と
プログラマブルコントローラ部とを備えている。このプ
ログラマブルコントローラ部に、図１のシーケンスプロ
グラムを含む加工・計測シーケンス制御手段１５が設け
られている。

【００１２】上記構成による加工方法を説明する。ま
ず、概略を説明する。図２において、パレット搬送装置
９により、機械前面に素材ワークが流れる。パレット
（図示せず）の位置決めの後、ワークローディング装置
１０で素材ワークをチャッキングする。ついで、ワーク
ローディングサイクルを実行し、素材ワークＷをテーブ
ル５の段取側位置の治具７にチャッキングさせる。この
後、テーブル５が１８０°旋回し、加工側位置Ｐに移動
したワークＷのキー溝Ｗａの加工を行う。加工は、．
キー溝の荒加工、．キー溝の面取り加工、．キー溝
の幅仕上加工の順で行われる。

【００１３】加工側位置ＰのワークＷの加工中に、テー
ブル５の段取側位置Ｑの治具７に新たなワークＷをチャ
ッキングさせ、加工が完了すると、テーブル５を１８０
°旋回させて加工側位置側に移動したワークＷの加工を
開始する。この加工中に、段取側位置Ｑの加工済ワーク
Ｗのキー溝Ｗａの幅寸法を計測装置６により計測する。

【００１４】計測装置６による計測データに応じて、次
のように処理を行う。 ａ．「ＯＫ」の場合、すなわち誤差がない場合。この場
合は、次回ワークに対して補正を行わない。 ｂ．「＋ＯＫ」の場合、すなわち溝幅が目標値よりも大
きいが、公差内である場合。この場合は、次回ワークに
対して溝幅が狭くなるようにマイナス補正を行う。補正
量は、定量補正であっても、誤差量に応じただけの零補
正であっても良い。いずれの補正を行うかは、パラメー
タで切換えられるようにしておく。 ｃ．「−ＯＫ」の場合、すなわち溝幅が目標値よりも小
さいが、公差内である場合。この場合は、次回ワークＷ
に対して、プラス補正を行う。補正量は前記のマイナス
補正の場合と同様とする。

【００１５】ｄ．「＋ＮＧ」の場合、すなわち溝幅が目
標値よりも大きく、公差を越えている場合。この場合
は、次回ワークＷの仕上げ加工の直前でアラーム停止す
る。 ｅ．「−ＮＧ」の場合、すなわち溝幅が目標値よりも小
さく、公差を越えている場合。この場合は、次回ワーク
Ｗの仕上加工の直前で、今回計測したワークＷを再加工
し、再計測する。

【００１６】ｆ．レリービングの場合、すなわち計測装
置６の計測ヘッド１２（図３）がキー溝Ｗａに挿入され
ず、測定不可能となった場合。この場合は、次回ワーク
Ｗの仕上加工の直前でアラーム停止する。 なお、ワークＷの仕上加工は、前回ワークの計測が完了
し、補正の必要なしと判断されたとき、または補正が必
要であってＮＣ装置１４のオフセット手段にデータ転送
されたときのみ実行される。

【００１７】次に、上記ａ〜ｆの処理を図１と共に説明
する。ｎ個目のワークＷの加工が完了すると（Ｓ１）、
テーブル５が１８０°旋回し（Ｓ２）、ｎ＋１個目のワ
ークＷの荒加工および面取加工を行うと共に（Ｓ３）、
ｎ個目のワークＷの計測を行う（Ｓ６）。

【００１８】ＯＫ，＋ＯＫ，または−ＯＫの場合は、前
回（ｎ個目ワーク）の計測データにより補正データをオ
フセット手段に転送する（Ｓ７）。なお、ＯＫの場合は
零データを転送するか、あるいは補正不要データを転送
する。この後、前記の荒加工および面取加工の終了を待
って、ｎ＋１個目のワークＷの仕上げ加工を、前記オフ
セット値だけ補正して行う（Ｓ４）。この仕上加工時
に、ｎ＋１個目のワークＷのアンローディグを行い、ｎ
＋２個目のワークＷのローディングを行う。

【００１９】前記のステップＳ６におけるｎ個目ワーク
Ｗの計測の結果、−ＮＧの場合は、テーブル５を１８０
°旋回させ（Ｓ９）、ｎ個目ワークＷの仕上再加工を行
う（Ｓ１０）。このとき、前回（ｎ個目ワークＷ）の計
測データにより補正して仕上加工する。この後、テーブ
ル５を１８０°旋回させ（Ｓ１１）、ｎ個目ワークＷの
再計測を行う（Ｓ１２）。この計測の結果、ＯＫ，＋Ｏ
Ｋ，−ＯＫの場合は、前記のステップＳ７と同様にオフ
セット手段に補正値を転送して（Ｓ８）、ｎ＋１個目ワ
ークＷの仕上加工（Ｓ４）を行う。

【００２０】ステップＳ１２における再計測の結果、−
ＮＧおよび＋ＮＧの場合は、アラーム停止してオペレー
タコールを行い（Ｓ１３）、オペレータが手動介入して
再立ち上げを行う。

【００２１】前記のステップＳ６におけるｎ個目ワーク
Ｗの計測の結果、＋ＮＧの場合は、再加工が不能である
ためアラーム停止し、オペレータコール（Ｓ１３）を行
う。ステップＳ６の計測の結果、計測不能である場合
も、アラーム停止およびオペレータコール（Ｓ１３）を
行う。このような計測および加工動作が繰り返して行わ
れる。

【００２２】この加工方法によると、このように次回ワ
ークＷの荒加工中に前回ワークＷの計測を行うため、す
なわち同時処理を行うため、計測専用の時間を費やすこ
とが不要で、サイクルタイムが短縮される。また、計測
の結果、再加工が可能なとき（−ＮＧのとき）は、加工
不良品として廃棄せずに再加工するため、無駄を省くこ
とができる。

【００２３】なお、前記実施例はテーブル５が旋回テー
ブルである場合につき説明したが、スライドテーブルで
ある場合等にもこの発明を適用することができる。ま
た、この発明は、溝加工を行う場合に限らず、種々の加
工を行う場合に適用することができる。

【００２４】

【発明の効果】この発明のマシニングセンタの加工方法
は、テーブル上の加工側位置にあるワークの荒加工中に
段取側位置にある加工済ワークを計測し、計測結果に応
じて必要な補正を行って、仕上加工を行う方法であるた
め、計測結果を次ワークの加工に反映させることができ
て、加工精度の向上が図れ、しかも計測専用の時間を必
要とせず、サイクルタイムが短縮される。また、機内の
テーブル上で計測を行うので、再加工が可能な加工不良
が生じた場合に、容易に再加工して無駄を省くことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかるマシニングセンタ
の加工方法を示す流れ図である。

【図２】そのマシニングセンタの概略平面図と制御系の
ブロック図とを組み合わせた説明図である。

【図３】同じくそのマシニングセンタの計測装置の概略
破断側面図である。

【符号の説明】

２…コラム、４…主軸、５…テーブル、６…計測装置、
１０…ワークローディング装置、１２…計測ヘッド、１
４…ＮＣ装置、１５…加工・計測シーケンス制御手段、
Ｗ…ワーク、Ｗａ…キー溝

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを加工側と段取側とに交換可能に
   設置するテーブルと、段取側位置にある加工済ワークを
   計測する計測装置とを備えたマシニングセンタにおい
   て、前記テーブル上の加工側位置にあるワークの荒加工
   中に段取側位置にある加工済ワークを計測し、前記計測
   の結果、誤差が公差内である場合は計測結果に応じて必
   要な補正を行って前記荒加工ワークの仕上加工を行い、
   前記計測の結果、誤差が公差を、再加工で誤差修正可能
   な方に超えている場合は、加工側と段取側のワークの位
   置をテーブル動作で入れ換え、その公差を超える誤差の
   生じたワークの仕上再加工を、前記計測結果に応じた補
   正をして行い、その後、加工側と段取側のワーク位置を
   テーブル動作で元に戻し、仕上再加工ワークの前記計測
   装置による計測を行い、その計測結果が公差内である場
   合はその計測結果に応じて必要な補正を行って前記荒加
   工ワークの仕上加工を行うことを特徴とするマシニング
   センタの加工方法。