JP3153087B2 - Constant depth processing device and processing method - Google Patents
Constant depth processing device and processing methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、シリンダヘッド等の
ワークに一定の深さを有する中ぐり等の加工を施すため
の一定深さ加工装置及び加工方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a constant-depth processing apparatus and method for processing a work such as a cylinder head, such as boring, having a predetermined depth.
【0002】[0002]
【従来の技術】図8及び図9に示すように、ワーク42
に対してシートの座面45aが形成されるように中ぐり
加工が施される場合、ワーク上面の基準面42aと座面
45aとの間の寸法に対して高い精度が要求されること
がある。2. Description of the Related Art As shown in FIGS.
When the boring process is performed so that the seat surface 45a of the seat is formed, high accuracy may be required for the dimension between the reference surface 42a of the upper surface of the work and the seat surface 45a. .
【0003】中ぐりのための加工装置としては、例えば
図8及び図9に示すような構成が採用されている。これ
らの加工装置においては、ヘッド41がワーク42に向
けて切削送りされながら、主軸43が回転され、その回
転に伴い主軸43上の切削工具44により、ワーク42
のボア45の上端部等に、ワーク42の上面の基準面4
2aから一定の切り込み量で座面45aが形成されるよ
うに中ぐり加工が施される。[0003] As a processing device for boring, for example, a configuration as shown in FIGS. 8 and 9 is employed. In these processing apparatuses, the main shaft 43 is rotated while the head 41 is being cut and fed toward the work 42, and the cutting tool 44 on the main shaft 43 causes the work 42 to rotate.
The reference surface 4 of the upper surface of the workpiece 42
Boring is performed so that the seating surface 45a is formed with a constant cutting amount from 2a.
【0004】そして、基準面42aと座面45aとの間
における所定深さ寸法を確保するために、従来、図8に
示すように、ヘッド41の端面にワーク42の基準面4
2aに向けてストッパ46が突設されている。そして、
切削工具44によるワーク42の中ぐり切削に際して、
このストッパ46がワーク42の基準面42aに当接す
ることにより、ヘッド41の切削送りが強制的に阻止さ
れて、中ぐり切削が所定位置で規制される。Conventionally, in order to secure a predetermined depth dimension between the reference surface 42a and the seat surface 45a, as shown in FIG.
A stopper 46 protrudes toward 2a. And
When boring the work 42 with the cutting tool 44,
When the stopper 46 comes into contact with the reference surface 42a of the work 42, the cutting feed of the head 41 is forcibly stopped, and the boring cutting is restricted at a predetermined position.
【0005】さらに、図9に示す従来の加工装置におい
ては、ヘッド41の端部に接触センサ47が配設され、
その接触子47aがワーク42の基準面42aに向けて
突設されている。そして、切削工具44によるワーク4
2の中ぐり切削に際して、このセンサ47の接触子47
aがワーク42の基準面42aに接触したとき、センサ
47から検出信号が出力される。これにより、ヘッド4
1の切削送りが停止されて、中ぐり切削が所定位置で規
制される。Further, in the conventional processing apparatus shown in FIG. 9, a contact sensor 47 is provided at an end of the head 41,
The contact 47a protrudes toward the reference surface 42a of the work 42. And the work 4 by the cutting tool 44
2 during boring, the contact 47 of this sensor 47
When “a” comes into contact with the reference surface 42 a of the work 42, a detection signal is output from the sensor 47. Thereby, the head 4
The first cutting feed is stopped, and boring is regulated at a predetermined position.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの従
来装置においては、次のような問題があった。 (1) 両装置においては、ストッパ46または接触子
47aの先端と切削工具44との間の距離S1が、ワー
ク42の基準面42aと座面45aとの間の距離に対応
する所定値となるように、ストッパ46または接触子4
7aの突出量を手動調整する必要がある。このため、調
整が面倒であるとともに、手動調節では前記距離S1を
高精度に設定するのが極めて難しく、下記の表1の欄
に示すように、10μm程度の誤差が発生するのは避け
難い。However, these conventional devices have the following problems. (1) In both devices, the distance S1 between the tip of the stopper 46 or the contact 47a and the cutting tool 44 becomes a predetermined value corresponding to the distance between the reference surface 42a of the work 42 and the seat surface 45a. The stopper 46 or the contact 4
It is necessary to manually adjust the protrusion amount of 7a. For this reason, adjustment is troublesome, and it is extremely difficult to set the distance S1 with high accuracy by manual adjustment, and it is difficult to avoid an error of about 10 μm as shown in the column of Table 1 below.
【0007】(2) 図8の装置においては、ストッパ
46がワーク42の基準面42aに当接して切削位置が
強制的に規制されるため、ストッパ46の当接時に、ワ
ーク42の基準面42aに歪みが生じやすい。このた
め、下記の表1の欄に示すように、15μm程度の誤
差が発生する。(2) In the apparatus shown in FIG. 8, since the stopper 46 contacts the reference surface 42a of the work 42 and the cutting position is forcibly regulated, the reference surface 42a of the work 42 is Is easily distorted. For this reason, as shown in the column of Table 1 below, an error of about 15 μm occurs.
【0008】(3) 両装置においては、ストッパ46
または接触子47aの先端と切削工具44との間の設定
距離S1の設定に基づいて、中ぐり加工位置を規制する
ようになっているため、切削加工時の発熱による温度変
化によって主軸43が伸縮すると設定距離S1が変化す
る。このため、下記の表1の欄に示すように、10μ
m程度の熱変位による誤差が発生する。(3) In both devices, the stopper 46
Alternatively, since the boring position is regulated based on the setting of the set distance S1 between the tip of the contact 47a and the cutting tool 44, the main shaft 43 expands and contracts due to a temperature change due to heat generated during cutting. Then, the set distance S1 changes. Therefore, as shown in the column of Table 1 below, 10 μm
An error occurs due to a thermal displacement of about m.
【0009】(4) 図9の装置においては、センサ4
7からの検出信号に基づいて、ヘッド41の切削送りが
停止されるようになっているが、センサ47からの検出
信号を読み取る周期は4〜8msecとなっている。こ
のため、その読み取りタイミングがセンサ47から実際
に検出信号が出力された時期より遅れ、下記の表1の
欄に示すように、7〜13μm程度の信号の遅れによる
誤差が発生する。(4) In the apparatus shown in FIG.
Although the cutting feed of the head 41 is stopped based on the detection signal from the sensor 7, the period for reading the detection signal from the sensor 47 is 4 to 8 msec. For this reason, the reading timing is delayed from the timing when the detection signal is actually output from the sensor 47, and an error occurs due to a signal delay of about 7 to 13 μm as shown in the column of Table 1 below.
【0010】[0010]
【表1】 [Table 1]
【0011】そして、これらの誤差が合成されると誤差
が大きくなり、高精度な深さ加工を達成することができ
ない。加えて、切削工具44が摩耗すれば、誤差はさら
に付加され、高精度加工がいっそう不可能になる。[0011] When these errors are combined, the errors increase, and it is not possible to achieve high-precision depth machining. In addition, if the cutting tool 44 is worn, an error is further added, and high-precision machining becomes more impossible.
【0012】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものである。その目的と
するところは、工具やセンサの取付け誤差や工具磨耗或
いは温度変化に影響されず、ワークを基準面から所定の
切り込み量で高精度に切削加工することができる一定深
さ加工装置及び加工方法を提供することにある。The present invention has been made by paying attention to the problems existing in such a conventional technique. The objective is to provide a constant depth machining apparatus and machining capable of cutting a workpiece with a predetermined cutting amount from a reference surface with a high precision without being affected by mounting errors of tools and sensors, tool wear or temperature changes. It is to provide a method.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の発明では、ワークを切削する回
転工具を保持した工具ヘッドと、ワークを支持するテー
ブルと、前記工具ヘッドに切削方向への送りを付与する
送り手段と、ワークの基準面からの目標切り込み量を設
定する手段と、工具ヘッドを前記目標切り込み量に達す
る手前の位置まで送るための仮切削位置を設定する手段
と、一対のセンサを有し、ワークの基準面と前記回転工
具によって仮切削された切削面とにそれぞれ接触してそ
れらの位置を検出し、両位置の差をもってワークの基準
面からの切り込み量を測定する測定手段と、この測定手
段により測定された仮切削による切り込み量を前記目標
切り込み量から差し引いて残りの切り込み量を算出する
算出手段と、前記工具ヘッドを前記仮切削位置まで送る
仮切削を行わせるとともに、その後、工具ヘッドをこの
仮切削により切削された切削面の位置に前記算出された
残りの切り込み量を加えた最終切削位置まで送る最終切
削を行わせるように前記送り手段を制御する制御手段と
を備えたものである。According to the first aspect of the present invention, there is provided a tool head holding a rotary tool for cutting a work, a table supporting the work, and the tool head. Feed means for giving a feed in the cutting direction to the workpiece, means for setting a target cutting amount from the reference plane of the work, and setting of a temporary cutting position for feeding the tool head to a position short of reaching the target cutting amount. Means, and a pair of sensors, each of which comes into contact with the reference surface of the work and the cut surface temporarily cut by the rotary tool to detect their positions, and cuts the work from the reference surface of the work with a difference between the two positions. Measuring means for measuring the amount, calculating means for calculating the remaining cutting amount by subtracting the cutting amount by the temporary cutting measured by the measuring means from the target cutting amount, The tool head is moved to the temporary cutting position to perform temporary cutting, and then the tool head is moved to the final cutting position obtained by adding the calculated remaining cutting amount to the position of the cutting surface cut by the temporary cutting. And control means for controlling the feed means so as to perform cutting.
【0014】請求項2に記載の発明では、回転工具は座
面が形成されるように中ぐり加工を行うものである。請
求項3に記載の発明では、前記測定手段の一対のセンサ
は工具ヘッドに取り付けられ、センサは退避機構を介し
て検出位置と、切削の際に回転工具及びワークに干渉し
ない退避位置との間を移動可能である。According to the second aspect of the present invention, the rotary tool performs boring so that a seat surface is formed. According to the third aspect of the present invention, the pair of sensors of the measuring means are attached to the tool head, and the sensors are located between the detection position via the retreat mechanism and the retreat position which does not interfere with the rotary tool and the workpiece during cutting. Is movable.
【0015】請求項4に記載の発明では、前記目標切り
込み量を設定する手段は、ワークと同一材質で、基準上
面とこの基準上面から一定の深さを有する基準下面とか
らなるマスタワークをワーク支持用のテーブル上に有
し、ワーク切削の前に前記測定手段の一対のセンサをマ
スタワークの基準上面と基準下面とにそれぞれ接触させ
て、その基準上面と基準下面との位置の差から目標切り
込み量を設定するものである。According to a fourth aspect of the present invention, the means for setting the target depth of cut comprises a master work made of the same material as the work and having a reference upper surface and a reference lower surface having a certain depth from the reference upper surface. Before the workpiece is cut, the pair of sensors of the measuring means are brought into contact with the reference upper surface and the reference lower surface of the master work, and the target is determined from the difference between the positions of the reference upper surface and the reference lower surface. This is for setting the cut amount.
【0016】請求項5に記載の発明では、回転工具によ
りワークを基準面から一定の深さで切削する加工方法に
おいて、基準上面とこの基準上面から一定の深さを有す
る基準下面とからなるマスタワークの基準上面と基準下
面とに一対のセンサをそれぞれ接触させてそれらの位置
を検出し、両位置の差から目標切り込み量を設定し、回
転工具によるワークの切削に際して、工具ヘッドを前記
目標切り込み量に達する手前の位置まで送って仮切削を
行い、次に前記一対のセンサをワークの基準面と仮切削
により切削された切削面とにそれぞれ接触させてそれら
の位置を検出し、両位置の差をもって切り込み量を測定
し、この切り込み量を前記目標切り込み量から差し引い
た残りの切り込み量を算出し、その後、工具ヘッドを前
記仮切削により切削された切削面の位置に前記残りの切
り込み量を加えた最終切削位置まで送る最終切削を行う
ものである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a machining method for cutting a workpiece at a constant depth from a reference surface by a rotary tool, wherein the master comprises a reference upper surface and a reference lower surface having a constant depth from the reference upper surface. A pair of sensors are respectively brought into contact with the reference upper surface and the reference lower surface of the work to detect their positions, a target cutting amount is set based on a difference between the two positions, and when the work is cut by the rotating tool, the tool head is moved to the target cutting position. To a position just before reaching the amount to perform temporary cutting, and then the pair of sensors are brought into contact with the reference surface of the work and the cut surface cut by the temporary cutting, respectively, to detect their positions, and to detect the positions of both positions. The cutting amount is measured with a difference, the remaining cutting amount is calculated by subtracting the cutting amount from the target cutting amount, and then the tool head is cut by the temporary cutting. Performs a final cutting sending to the final cutting position was a the remaining cutting amount in addition to the position of the cutting surface is.
【0017】[0017]
【作 用】請求項1に記載の一定深さ加工装置の発明に
おいては、回転工具によるワークの切削に際して、目標
とする切り込み量に達する位置の手前まで、先ず仮切削
が行われる。この仮切削後に、測定手段の一対のセンサ
により基準面と切削面との位置が検出され、その両位置
の差をもって仮切削による切り込み量が測定される。そ
して、この切り込み量を目標切り込み量から差し引いて
残りの切り込み量が算出され、工具ヘッドが前記仮切削
による切削面の位置にこの残りの切り込み量を加えた最
終切削位置まで送られて最終の切削が行われる。In the invention of the constant depth machining apparatus according to the first aspect, when cutting the workpiece by the rotary tool, the temporary cutting is first performed up to a position before reaching a target cutting amount. After the provisional cutting, the position of the reference surface and the position of the cutting surface are detected by a pair of sensors of the measuring means, and the depth of cut by the provisional cutting is measured based on the difference between the two positions. Then, the remaining cutting amount is calculated by subtracting this cutting amount from the target cutting amount, and the tool head is sent to the final cutting position where the remaining cutting amount is added to the position of the cutting surface by the temporary cutting, and the final cutting is performed. Is performed.
【0018】請求項2に記載の発明においては、ワーク
に座面を形成した場合、その座面をワークの基準面から
一定深さの寸法精度の高い中ぐり加工が可能である。請
求項3に記載の発明においては、センサを検出位置から
退避した位置に移動させておくことにより、切削時にお
いてセンサが邪魔にならない。According to the second aspect of the present invention, when the seating surface is formed on the work, the seating surface can be bored at a certain depth from the reference surface of the work with high dimensional accuracy. According to the third aspect of the present invention, by moving the sensor to a position retracted from the detection position, the sensor does not interfere with cutting.
【0019】請求項4に記載の発明においては、実際に
マスターワークから測定して目標切込み量を設定するの
で、温度変化によるワークの熱膨張が生じても切削後の
正確な寸法精度が得られる。According to the fourth aspect of the present invention, since the target depth of cut is set by actually measuring from the master work, accurate dimensional accuracy after cutting can be obtained even if thermal expansion of the work occurs due to temperature change. .
【0020】請求項5に記載の一定深さ加工方法の発明
においては、マスタワークを測定して、基準面からの目
標切り込み量を設定し、前記仮切削及びその時点での切
り込み量の測定、さらにこの測定値から残りの切り込み
量の算出、そして最終切削が行われ、一定深さの寸法精
度の高い加工が可能となる。[0020] In the invention of the constant depth machining method according to the fifth aspect, a master work is measured, a target cut amount from a reference plane is set, and the temporary cutting and the cut amount at that time are measured. Further, the remaining cut amount is calculated from this measured value, and the final cutting is performed, so that processing with high dimensional accuracy at a constant depth becomes possible.
【0021】[0021]
【実施例】以下、この発明の一実施例を、図1〜図7に
基づいて詳細に説明する。図1に示すように、ワーク1
はテーブル7上に装着保持され、その上端部には予め複
数の孔2が平行に形成されている。工具ヘッド3は図7
に示す送り手段としてのサーボモータ4によりワーク1
に向けて切削方向すなわちZ軸方向へ送り動作される。
さらに、工具ヘッド3はテーブル7の水平移動によりワ
ーク1に対し、X−Yの水平方向にも相対移動可能とな
っている。主軸5は工具ヘッド3の中心に回転可能に支
持され、その下端には中ぐり用の切削工具6が取り付け
られている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. As shown in FIG.
Is mounted and held on a table 7, and a plurality of holes 2 are previously formed in parallel at its upper end. The tool head 3 is shown in FIG.
The work 1 is driven by the servo motor 4 as the feeding means shown in FIG.
In the cutting direction, that is, the Z-axis direction.
Further, the tool head 3 can be moved relative to the workpiece 1 in the horizontal direction XY by moving the table 7 horizontally. The main shaft 5 is rotatably supported at the center of the tool head 3, and a boring cutting tool 6 is attached to a lower end thereof.
【0022】そして、工具ヘッド3がワーク1に対し水
平方向へ相対移動されてワーク1の1つの孔2と対応す
る位置に位置決めされた状態で、図示しないモータによ
り主軸5が回転されながら、サーボモータ4により工具
ヘッド3がワーク1に向けて切削送りされる。これによ
り、回転工具6にてワーク1上の孔2の開口端部が、ワ
ーク1の上端の基準面1aから所定の深さで中ぐり切削
される。Then, in a state where the tool head 3 is moved relative to the work 1 in the horizontal direction and positioned at a position corresponding to one hole 2 of the work 1, while the spindle 5 is rotated by a motor (not shown), the servo The tool head 3 is cut and fed toward the work 1 by the motor 4. As a result, the opening end of the hole 2 on the work 1 is bored at a predetermined depth from the reference surface 1a at the upper end of the work 1 by the rotary tool 6.
【0023】図1及び図2に示すように、前記工具ヘッ
ド3の側面には支持ロッド9が螺旋案内機構10aを内
蔵した退避機構としての回動機構10を介して昇降及び
回動可能に支持され、その下端には支持板11が取り付
けられている。ポテンショメータを含む一対の第1及び
第2センサ12,13はそれぞれ支持板11上に所定間
隔をおいて配設され、それらの接触子12a,13aが
下方に向かって突出されている。シリンダ14は工具ヘ
ッド3の側面に配設され、そのピストンロッドが支持ロ
ッド9に連結されている。As shown in FIGS. 1 and 2, a support rod 9 is supported on a side surface of the tool head 3 so as to be able to move up and down and rotate via a rotating mechanism 10 as a retracting mechanism having a built-in spiral guide mechanism 10a. The support plate 11 is attached to the lower end. A pair of first and second sensors 12 and 13 including a potentiometer are disposed on the support plate 11 at predetermined intervals, and their contacts 12a and 13a protrude downward. The cylinder 14 is arranged on the side of the tool head 3, and its piston rod is connected to the support rod 9.
【0024】そして、このシリンダ14により支持ロッ
ド9が上昇されたときには、図2の2点鎖線および図3
に示すように、一対のセンサ12,13が上昇されると
ともに、回動機構10により工具ヘッド3に沿う位置に
回動されて、切削時に工具6やワーク1に干渉しない退
避位置に配置される。一方、シリンダ14により支持ロ
ッド9が下降されたときには、図2の実線および図1に
示すように、一対のセンサ12,13が下降されるとと
もに、回動機構10により主軸5と接近する位置に回動
されて、検出位置に配置される。When the support rod 9 is raised by the cylinder 14, the two-dot chain line in FIG.
As shown in FIG. 7, the pair of sensors 12 and 13 are raised and rotated by the rotation mechanism 10 to a position along the tool head 3 so as to be disposed at a retracted position where the tool 6 and the work 1 do not interfere during cutting. . On the other hand, when the support rod 9 is lowered by the cylinder 14, the pair of sensors 12 and 13 is lowered as shown in the solid line of FIG. 2 and FIG. It is rotated and arranged at the detection position.
【0025】図1に示すように、マスタワーク16は前
記ワーク1に隣接して同一のテーブル7上に配設され、
ワーク1と同一材質で形成されている。このマスタワー
ク16の上端には基準上面16aと、この基準上面16
aから一定深さの基準下面17とが形成されている。そ
して、ワーク1に中ぐり切削を施す前段階において、例
えばワーク1およびマスターワーク16を支持したテー
ブル7の移動によって、工具ヘッド3がマスタワーク1
6と対応する位置に位置決めされた状態で、測定のため
にセンサ12,13が検出位置に割り出される。続い
て、ヘッド3が下降され、センサ12,13の各接触子
12a,13aがマスタワーク16の基準上面16a及
び基準下面17に接触して、各センサ12,13により
各面16a,17の位置が検出される。そして、この検
出された両位置の差をもってマスターワーク16の深さ
DMが測定され、この測定された深さDMがワーク1に
対する目標切り込み量DMとして設定される。As shown in FIG. 1, a master work 16 is arranged on the same table 7 adjacent to the work 1,
It is formed of the same material as the work 1. At the upper end of the master work 16, a reference upper surface 16a is provided.
A reference lower surface 17 having a constant depth from a is formed. In a stage before the boring is performed on the work 1, the tool head 3 is moved by the movement of the table 7 supporting the work 1 and the master work 16, for example.
With the sensor 12 and 13 positioned at the position corresponding to 6, the sensors 12 and 13 are indexed to the detection positions for measurement. Subsequently, the head 3 is lowered, and the contacts 12a, 13a of the sensors 12, 13 contact the reference upper surface 16a and the reference lower surface 17 of the master work 16, and the positions of the surfaces 16a, 17 are determined by the sensors 12, 13. Is detected. Then, the depth DM of the master work 16 is measured based on the difference between the two detected positions, and the measured depth DM is set as the target cut amount DM for the work 1.
【0026】次に、図3に示すように、工具ヘッド3が
ワーク1と対応する位置に位置決めされるとともに、セ
ンサ12,13が退避位置に移動された状態で、回転工
具6によりワーク1に中ぐり加工が施される。本実施例
では、この中ぐり加工に際して、先ず図4に示すよう
に、仮切削が行われる。この仮切削では、予め設定され
たZ軸座標上の仮切削位置まで工具ヘッド3が送られ
る。すなわち、ワーク1がその上端の基準面1aから前
記目標切り込み量DMに達する手前の位置まで切削され
る。その後、工具ヘッド3が上昇され、その上昇位置で
センサ12,13がワーク1上の基準面1aと仮切削に
て切削された切削面1bとに対応する検出位置に割り出
される。続いて、図5に示すように、工具ヘッド3が下
降され、センサ12,13の各接触子12a,13aが
ワーク1の基準面1aと切削面1bとに接触して、各セ
ンサ12,13により各面1a,1bの位置が検出され
る。Next, as shown in FIG. 3, while the tool head 3 is positioned at a position corresponding to the work 1, and the sensors 12, 13 are moved to the retracted position, the rotary tool 6 moves the work 1 to the work 1. Boring is performed. In this embodiment, during this boring, temporary cutting is first performed as shown in FIG. In this temporary cutting, the tool head 3 is sent to a temporary cutting position on a preset Z-axis coordinate. That is, the workpiece 1 is cut from the reference surface 1a at the upper end to a position just before reaching the target cut amount DM. Thereafter, the tool head 3 is raised, and at the raised position, the sensors 12 and 13 are indexed to detection positions corresponding to the reference surface 1a on the workpiece 1 and the cut surface 1b cut by the temporary cutting. Subsequently, as shown in FIG. 5, the tool head 3 is lowered, and the respective contacts 12a and 13a of the sensors 12 and 13 contact the reference surface 1a and the cutting surface 1b of the work 1, and the respective sensors 12 and 13 Thus, the positions of the surfaces 1a and 1b are detected.
【0027】次に、図7において、前記工具ヘッド3を
切削方向へ送るための制御ブロック図について説明す
る。制御手段及び設定手段としての数値制御装置20は
数値制御部21及びサーボモータ駆動部22を有してい
る。前記サーボモータ4はサーボモータ駆動部22によ
って駆動制御され、エンコーダ23よりその位置データ
が数値制御部21にフィードバックされる。数値制御部
21には予めキー入力等により仮切削位置のデータが設
定されている。Next, a control block diagram for feeding the tool head 3 in the cutting direction will be described with reference to FIG. The numerical controller 20 as a control unit and a setting unit includes a numerical control unit 21 and a servo motor driving unit 22. The servo motor 4 is driven and controlled by a servo motor drive unit 22, and the position data of the servo motor 4 is fed back to a numerical control unit 21 from an encoder 23. In the numerical controller 21, data of the temporary cutting position is set in advance by key input or the like.
【0028】比較演算装置24は前記一対のセンサ1
2,13とともに測定手段を構成しており、この測定手
段による測定結果が数値制御部21に入力される。すな
わち、第1センサ12と第2センサ13からの各位置信
号が比較演算装置24に入力されると、比較演算装置2
4は両位置の差を演算して、その演算結果を切り込み量
の測定結果として数値制御部21に出力する。尚、前述
したマスターワーク16での測定結果として前記目標切
り込み量DMが、ワーク1の仮切削後の測定結果として
切り込み量D1 が数値制御部21に出力されて、それら
が一時記憶される。そして、数値制御部21は、最終切
削のための残りの切り込み量D2 の演算、つまりD2 =
DM−D1 を行い、仮切削位置からさらに残りの切り込
み量D2 を加えた最終切削位置を求める。即ち、この数
値制御部21が算出手段となっている。これに基づき、
サーボモータ駆動部22はサーボモータ4を駆動制御
し、工具ヘッド3を最終切削位置まで送るようになって
いる。The comparison operation device 24 is provided with the pair of sensors 1
A measurement unit is configured together with the measurement units 2 and 13, and a measurement result by the measurement unit is input to the numerical control unit 21. That is, when each position signal from the first sensor 12 and the second sensor 13 is input to the comparison operation device 24, the comparison operation device 2
4 calculates the difference between the two positions, and outputs the calculation result to the numerical control unit 21 as a measurement result of the cutting amount. Note that the target cut amount DM is output to the numerical control unit 21 as the measurement result of the master work 16 described above, and the cut amount D 1 is output to the numerical control unit 21 as the measurement result of the work 1 after the temporary cutting, and these are temporarily stored. Then, the numerical control unit 21, calculation of the remaining cutting amount D 2 for final cutting, ie D 2 =
Performs DM-D 1, obtaining the final cutting position that further addition of the remaining cutting amount D 2 from the temporary cutting position. That is, the numerical control unit 21 is a calculating unit. Based on this,
The servo motor drive unit 22 drives and controls the servo motor 4, and sends the tool head 3 to the final cutting position.
【0029】次に、前記のように構成された加工装置の
動作を順を追って説明する。さて、この加工装置によ
り、ワーク1の孔2に中ぐり加工を施す場合には、ま
ず、図1に示すように、工具ヘッド3がマスタワーク1
6と対応する位置に相対移動される。そして、この状態
で工具ヘッド3が下降され、第1センサ12及び第2セ
ンサ13がマスターワーク16に接することにより、マ
スターワーク16の基準上面16aから基準下面17ま
での今現在の深さDMが測定され、これが現在加工する
孔2の目標切り込み量DMとなる。Next, the operation of the processing apparatus configured as described above will be described step by step. Now, when boring is performed on the hole 2 of the workpiece 1 by this processing apparatus, first, as shown in FIG.
6 is relatively moved to a position corresponding to 6. Then, in this state, the tool head 3 is lowered, and the first sensor 12 and the second sensor 13 come into contact with the master work 16, so that the current depth DM from the reference upper surface 16 a to the reference lower surface 17 of the master work 16 is reduced. The measured value is the target cut amount DM of the hole 2 to be currently processed.
【0030】次に、図3に示すように、工具ヘッド3が
ワーク1の1つの孔2と対応する位置に相対移動される
とともに、各センサ12,13が退避位置へ移動され
る。この状態で、主軸5が回転されながら、工具ヘッド
3がワーク1に向けて前記予め設定された仮切削位置ま
で切削送りされる。これにより、図4に示すように、回
転工具6にてワーク1上の孔2に対し、座面が形成され
るように中ぐり加工の仮切削が行われる。その後、回転
工具6が工具ヘッド3とともに一旦上昇され、この上昇
位置でセンサ12,13が検出位置に移動される。Next, as shown in FIG. 3, the tool head 3 is relatively moved to a position corresponding to one hole 2 of the work 1, and the sensors 12, 13 are moved to the retracted position. In this state, while the main shaft 5 is being rotated, the tool head 3 is cut and fed toward the workpiece 1 to the preset temporary cutting position. Thereby, as shown in FIG. 4, temporary cutting of boring is performed on the hole 2 on the workpiece 1 by the rotary tool 6 so that a bearing surface is formed. Thereafter, the rotary tool 6 is once raised together with the tool head 3, and the sensors 12, 13 are moved to the detection position at this raised position.
【0031】次に、ワーク1に向けて再び工具ヘッド3
が下降され、図5に示すように、両センサ12,13に
よりワーク1の基準面1aと仮切削によって座面を形成
している切削面1bとの位置が検出され、その両位置の
差をもって、ワーク1の基準面1aから切削面1bまで
の切り込み量D1 が測定される。そして、数値制御部2
1において、先に測定された目標切り込み量DMから今
回測定された仮切削の切り込み量D1 を差し引いた残り
の切り込み量D2 が算出される。Next, the tool head 3 is again moved toward the work 1.
As shown in FIG. 5, the positions of the reference surface 1a of the work 1 and the cutting surface 1b forming the seat surface by the temporary cutting are detected by the two sensors 12, 13, and the difference between the two positions is determined. , cutting amount D 1 of the reference plane 1a of the workpiece 1 to the cutting surface 1b is measured. And the numerical control unit 2
In 1, the remaining cutting amount D 2 is calculated by subtracting the cutting amount D 1 of the temporary cutting measured this time from the previously measured target cutting amount DM.
【0032】次に、工具ヘッド3が一旦上昇され、セン
サ12,13が退避位置に移動される。そして、数値制
御部21において、仮切削位置に前記算出された残りの
切り込み量D2 を加えた最終切削位置が求められ、この
最終切削位置までサーボモータ4によって工具ヘッド3
が切削送りされ、最終切削が行われる。これにより、図
6に示すように、ワーク1の基準面1aから目標切り込
み量DMに相当する量の切り込みが完了し、寸法精度の
高い座面1cが形成される。Next, the tool head 3 is once raised, and the sensors 12, 13 are moved to the retracted position. Then, the numerical control unit 21, a final cutting position plus the remainder of the cutting amount D 2 which is the calculated tentative cutting position is determined, the tool head 3 by the servo motor 4 until the final cutting position
Is fed and the final cutting is performed. Thereby, as shown in FIG. 6, the cutting corresponding to the target cutting amount DM from the reference surface 1a of the work 1 is completed, and the bearing surface 1c with high dimensional accuracy is formed.
【0033】(1) この実施例においては、回転工具
6の送り量が一対のセンサ12,13の検出の差に基づ
いて決定される。このため、センサ12,13と回転工
具6との間を所定寸法に設定する必要がない。従って、
センサ12,13と回転工具6との間の距離設定に基づ
く前記誤差を生じることはない。(1) In this embodiment, the feed amount of the rotary tool 6 is determined based on the difference between the detections of the pair of sensors 12 and 13. For this reason, there is no need to set a predetermined dimension between the sensors 12 and 13 and the rotary tool 6. Therefore,
The aforementioned error based on the distance setting between the sensors 12 and 13 and the rotary tool 6 does not occur.
【0034】(2) この実施例においては、ストッパ
がワーク1の基準面1aに当接して切削が強制的に停止
されるものではない。このため、ワーク1の歪みに基づ
く誤差が発生しない。(2) In this embodiment, the cutting is not forcibly stopped by the stopper coming into contact with the reference surface 1a of the work 1. Therefore, an error based on the distortion of the work 1 does not occur.
【0035】(3) この実施例においては、前記のよ
うに回転工具6とセンサ12,13との間に所定距離を
設定する必要がないため、切削時の発熱等による温度変
化によって主軸5が伸縮しても、それによって誤差が生
じるおそれはない。すなわち、主軸5が伸縮しても、そ
の伸縮分を見込んで仮切削位置が目標とする最終切削位
置の手前となるように設定しておけば、あとは演算に基
づいて残りの切り込み量が得られるように切削送りが行
われる。従って、主軸5の熱による伸縮が切削精度に影
響を与えることは全くない。(3) In this embodiment, since there is no need to set a predetermined distance between the rotary tool 6 and the sensors 12 and 13 as described above, the main shaft 5 is caused by a temperature change due to heat generation during cutting or the like. Even if it expands and contracts, there is no possibility that an error will occur. That is, even if the main shaft 5 expands and contracts, if the provisional cutting position is set before the target final cutting position in consideration of the expansion and contraction, the remaining cutting amount is obtained based on the calculation. The cutting feed is performed so as to be performed. Therefore, the expansion and contraction of the main shaft 5 due to heat does not affect the cutting accuracy at all.
【0036】(4) この実施例によれば、センサ1
2,13による検出は、仮切削後に実際に切削された切
り込み量D1 を測定し、その切り込み量D1 と目標切り
込み量DMとの差を求めるためのものであって、回転工
具6による切削送りを停止するためのものではない。こ
のため、センサ12,13による検出と切削送りの停止
との間に送受信される信号の遅れが生じることがなく、
そに基づく誤差の発生のおそれもない。(4) According to this embodiment, the sensor 1
Detection by 2,13 is the depth of cut D 1 that is actually cut after the provisional cutting measures, it is for obtaining a difference between the cutting amount D 1 and a target cutting amount DM, cutting with rotary tool 6 It is not to stop feeding. Therefore, there is no delay in signals transmitted and received between the detection by the sensors 12 and 13 and the stop of the cutting feed.
There is no danger of an error based on this.
【0037】(5) この実施例によれば、回転工具6
とセンサ12,13との間に所定の位置関係を設定する
必要がないため、回転工具6が摩耗しても、前記主軸5
の伸縮の場合と同様に誤差が生じることはない。(5) According to this embodiment, the rotary tool 6
It is not necessary to set a predetermined positional relationship between the main shaft 5 and the sensors 12 and 13 even if the rotary tool 6 is worn.
No error occurs as in the case of the expansion and contraction of.
【0038】以上のように、この実施例によれば、ワー
ク1の基準面1aと座面1cとの間の寸法に誤差が生じ
ることがなく、常に目標切り込み量DMに相当する一定
深さの加工寸法を確保することができて、高精度加工が
可能になる。As described above, according to this embodiment, there is no error in the dimension between the reference surface 1a and the bearing surface 1c of the work 1, and a constant depth corresponding to the target cut amount DM is always obtained. Processing dimensions can be secured, and high-precision processing becomes possible.
【0039】なお、この発明は、次のように変更して具
体化することも可能である。 (1) 目標切り込み量DMをマスタワーク16によら
ず、予めキー入力等により設定しておくこと。The present invention can be embodied with the following modifications. (1) The target cut amount DM must be set in advance by key input or the like without depending on the master work 16.
【0040】(2) この発明の加工装置を、中ぐり切
削以外の他の切削加工に実施すること。 (3) センサ12,13の検出によるマスタワーク1
6の測定値を補正するためのキー等の修正手段を設ける
こと。例えば、マスタワーク16に若干の製作誤差があ
る場合、その誤差に対応した修正値を入力できるように
構成し、実際の加工に際しては修正された測定値を用い
るように構成すること。(2) The processing apparatus of the present invention is used for other cutting work than boring. (3) Master work 1 detected by sensors 12 and 13
6. Correcting means such as a key for correcting the measured value of 6. For example, when the master work 16 has a slight manufacturing error, a configuration is adopted in which a correction value corresponding to the error can be input, and a configuration in which the corrected measurement value is used in actual machining.
【0041】[0041]
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、次のような優れた効果を奏する。Since the present invention is configured as described above, it has the following excellent effects.
【0042】請求項1及び請求項5の発明によれば、ワ
ークを基準面からの切り込み量の誤差がほとんど生じる
ことなく高精度に切削することができる。請求項2の発
明によれば、ワークに座面を形成したとき、ワーク基準
面からの座面の位置を正確に設定することができる。According to the first and fifth aspects of the present invention, the workpiece can be cut with high accuracy with almost no error in the cutting amount from the reference plane. According to the second aspect of the present invention, when the seat surface is formed on the work, the position of the seat surface from the work reference surface can be accurately set.
【0043】請求項3の発明によれば、センサを検出位
置から退避した位置に移動させておくことにより、切削
時においてセンサが邪魔になることがない。請求項4の
発明によれば、マスタワークを使用することにより、目
標切り込み量を簡単に測定することができ、しかも、ワ
ークと同一材質で同一温度の同一環境条件下のマスター
ワークで測定するため、温度変化等に影響なく正確な加
工寸法が得られる。According to the third aspect of the present invention, by moving the sensor to the position retracted from the detection position, the sensor does not become an obstacle during cutting. According to the fourth aspect of the present invention, the target cut amount can be easily measured by using the master work, and the measurement is performed with the master work under the same environmental conditions of the same material and the same temperature as the work. Accurate processing dimensions can be obtained without being affected by temperature changes and the like.
【図1】 この発明の一定深さ加工装置の一実施例を示
す要部断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part showing an embodiment of a constant depth machining apparatus according to the present invention.
【図2】 その加工装置の要部底面図。FIG. 2 is a bottom view of a main part of the processing apparatus.
【図3】 図1に続いて加工装置の動作を示す要部断面
図。FIG. 3 is an essential part cross sectional view showing the operation of the processing apparatus following FIG. 1;
【図4】 図3に続いて加工装置の動作を示す要部断面
図。FIG. 4 is an essential part cross sectional view showing the operation of the processing apparatus following FIG. 3;
【図5】 図4に続いて加工装置の動作を示す要部断面
図。FIG. 5 is an essential part cross sectional view showing the operation of the processing apparatus following FIG. 4;
【図6】 図5に続いて加工装置の動作を示す要部断面
図。FIG. 6 is an essential part cross sectional view showing the operation of the processing apparatus following FIG. 5;
【図7】 その加工装置の切削送りのための制御ブロッ
ク図。FIG. 7 is a control block diagram for cutting feed of the processing apparatus.
【図8】 従来の加工装置を示す部分断面図。FIG. 8 is a partial sectional view showing a conventional processing apparatus.
【図9】 従来の加工装置の他の構成を示す部分断面
図。FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing another configuration of a conventional processing apparatus.
1…ワーク、1a…基準面、1b…切削面、1c…座
面、2…孔、3…工具ヘッド、4…送り手段としてのサ
ーボモータ、5…主軸、6…回転工具、12…測定手段
を構成する第1センサ、12a…接触子、13…測定手
段を構成する第2センサ、13a…接触子、16…マス
タワーク、16a…基準上面、17…基準下面、20…
制御手段及び設定手段としての数値制御装置、21…算
出手段としての数値制御部、22…サーボモータ駆動
部、23…エンコーダ、24…測定手段を構成する比較
演算装置。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Work, 1a ... Reference surface, 1b ... Cutting surface, 1c ... Seat surface, 2 ... Hole, 3 ... Tool head, 4 ... Servo motor as feed means, 5 ... Spindle, 6 ... Rotating tool, 12 ... Measurement means , A sensor, 13a ... contact, 16 ... master work, 16a ... reference upper surface, 17 ... reference lower surface, 20 ...
Numerical control device as control means and setting means, 21... Numerical control section as calculating means, 22... Servo motor drive section, 23... Encoder, 24...
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23B 47/18 B23Q 15/013 B23Q 17/22 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B23B 47/18 B23Q 15/013 B23Q 17/22
Claims (5)
具ヘッドと、 ワークを支持するテーブルと、 前記工具ヘッドに切削方向への送りを付与する送り手段
と、 ワークの基準面からの目標切り込み量を設定する手段
と、 工具ヘッドを前記目標切り込み量に達する手前の位置ま
で送るための仮切削位置を設定する手段と、 一対のセンサを有し、ワークの基準面と前記回転工具に
よって仮切削された切削面とにそれぞれ接触してそれら
の位置を検出し、両位置の差をもってワークの基準面か
らの切り込み量を測定する測定手段と、 この測定手段により測定された仮切削による切り込み量
を前記目標切り込み量から差し引いて残りの切り込み量
を算出する算出手段と、 前記工具ヘッドを前記仮切削位置まで送る仮切削を行わ
せるとともに、その後、工具ヘッドをこの仮切削により
切削された切削面の位置に前記算出された残りの切り込
み量を加えた最終切削位置まで送る最終切削を行わせる
ように前記送り手段を制御する制御手段とを備えた一定
深さ加工装置。1. A tool head holding a rotary tool for cutting a work, a table supporting the work, feed means for giving a feed to the tool head in a cutting direction, and a target cut amount from a reference plane of the work. Means for setting a temporary cutting position for feeding the tool head to a position just before reaching the target cutting amount, and a pair of sensors, which are temporarily cut by the reference surface of the workpiece and the rotary tool. Measuring means for measuring the cutting amount from the reference surface of the workpiece with the difference between the two positions by contacting the cutting surface and the cutting position, and measuring the cutting amount by temporary cutting measured by the measuring means. Calculating means for calculating the remaining cutting amount by subtracting from the target cutting amount, and performing temporary cutting to send the tool head to the temporary cutting position, Control means for controlling the feed means so as to perform a final cutting in which the tool head is fed to a final cutting position obtained by adding the calculated remaining depth to the position of the cutting surface cut by the temporary cutting. Constant depth processing equipment.
り加工を行うものである請求項1に記載の一定深さ加工
装置。2. The constant-depth machining apparatus according to claim 1, wherein the rotary tool performs boring so that a bearing surface is formed.
ドに取り付けられ、センサは退避機構を介して検出位置
と、切削の際に回転工具及びワークに干渉しない退避位
置との間を移動可能である請求項1または2に記載の一
定深さ加工装置。3. A pair of sensors of the measuring means are attached to a tool head, and the sensors can be moved between a detection position via a retreat mechanism and a retreat position which does not interfere with a rotary tool and a workpiece during cutting. The constant-depth processing apparatus according to claim 1 or 2.
ワークと同一材質で、基準上面とこの基準上面から一定
の深さを有する基準下面とからなるマスタワークをワー
ク支持用のテーブル上に有し、ワーク切削の前に前記測
定手段の一対のセンサをマスタワークの基準上面と基準
下面とにそれぞれ接触させて、その基準上面と基準下面
との位置の差から目標切り込み量を設定する請求項1〜
3のいずれかに記載の一定深さ加工装置。4. The means for setting the target cut amount,
The same material as the work, a master work including a reference upper surface and a reference lower surface having a certain depth from the reference upper surface is provided on a table for supporting the work, and before the work is cut, a pair of sensors of the measuring unit is provided. The target cutting amount is set based on a difference between the positions of the reference upper surface and the reference lower surface by bringing the master work into contact with the reference upper surface and the reference lower surface, respectively.
3. The constant depth processing device according to any one of 3.
の深さで切削する加工方法において、基準上面とこの基
準上面から一定の深さを有する基準下面とからなるマス
タワークの基準上面と基準下面とに一対のセンサをそれ
ぞれ接触させてそれらの位置を検出し、両位置の差から
目標切り込み量を設定し、回転工具によるワークの切削
に際して、工具ヘッドを前記目標切り込み量に達する手
前の位置まで送って仮切削を行い、次に前記一対のセン
サをワークの基準面と仮切削により切削された切削面と
にそれぞれ接触させてそれらの位置を検出し、両位置の
差をもって切り込み量を測定し、この切り込み量を前記
目標切り込み量から差し引いた残りの切り込み量を算出
し、その後、工具ヘッドを前記仮切削により切削された
切削面の位置に前記残りの切り込み量を加えた最終切削
位置まで送る最終切削を行う一定深さ加工方法。5. A machining method for cutting a work at a certain depth from a reference surface by a rotary tool, wherein a reference upper surface and a reference lower surface of a master work comprising a reference upper surface and a reference lower surface having a certain depth from the reference upper surface. And a pair of sensors are respectively brought into contact with each other to detect their positions, a target cutting amount is set from a difference between the two positions, and when cutting a workpiece with a rotary tool, the tool head is moved to a position before reaching the target cutting amount. Send and perform temporary cutting, then contact the pair of sensors to the reference surface of the work and the cutting surface cut by temporary cutting, respectively, to detect their positions, and measure the depth of cut by the difference between both positions Calculate the remaining cutting amount by subtracting this cutting amount from the target cutting amount, and then move the tool head to the position of the cutting surface cut by the temporary cutting. A constant depth machining method that performs final cutting to send to the final cutting position with the remaining depth of cut added.
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