JP7519966B2 - 工作機械における接触式工具センサの校正方法及び校正プログラム、工作機械 - Google Patents
工作機械における接触式工具センサの校正方法及び校正プログラム、工作機械 Download PDFInfo
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Description
本開示は、工作機械で使用する接触式工具センサを校正するための方法及び校正プログラム、工作機械に関する。
数値制御装置によって制御される工作機械では、加工を行う際、工具センサにより、主軸に装着されている工具寸法及び刃先位置等の測定が行われる。
工具や工具センサは、室温変化などによる機械の熱変位、主軸の発熱などによる熱変位や経時変化などにより形状や位置関係が変化するため、長時間に渡る加工においては高い精度での加工を維持する場合は工具センサの校正を行う必要が生じる。
一般にタッチセンサなどの接触式工具センサの校正は、ワーク座標系の原点設定に使用した工具、または長さの分かる基準工具を、テーブル等に固定された接触式工具センサに当接させ、当接させた際に接触式工具センサから発せられた信号を検出した際の主軸位置を記録することで行う。
しかし、実際の工作機械の切削加工においては、切粉や切削液（以下、異物という）が接触式工具センサに降りかかることがある。この異物は接触式工具センサの校正における誤差の要因となり、この誤差によって測定した工具長に誤差が生じてしまう。この対策として、測定前にエアブローにより接触式工具センサを清掃する方法があるが、異物を完全に除去することが困難である。
そこで、従来において異物の検出にあたっては加工の合間にオペレータが目視で異物の確認を行っていた。
一方、例えば特許文献１に示すようにカメラによる撮影画像を用いた検出方法も知られている。ここではワーク設置領域の撮影画像から異物の存在位置を検出し、検出した位置を重点的に清掃する方法が示されている。
工具や工具センサは、室温変化などによる機械の熱変位、主軸の発熱などによる熱変位や経時変化などにより形状や位置関係が変化するため、長時間に渡る加工においては高い精度での加工を維持する場合は工具センサの校正を行う必要が生じる。
一般にタッチセンサなどの接触式工具センサの校正は、ワーク座標系の原点設定に使用した工具、または長さの分かる基準工具を、テーブル等に固定された接触式工具センサに当接させ、当接させた際に接触式工具センサから発せられた信号を検出した際の主軸位置を記録することで行う。
しかし、実際の工作機械の切削加工においては、切粉や切削液（以下、異物という）が接触式工具センサに降りかかることがある。この異物は接触式工具センサの校正における誤差の要因となり、この誤差によって測定した工具長に誤差が生じてしまう。この対策として、測定前にエアブローにより接触式工具センサを清掃する方法があるが、異物を完全に除去することが困難である。
そこで、従来において異物の検出にあたっては加工の合間にオペレータが目視で異物の確認を行っていた。
一方、例えば特許文献１に示すようにカメラによる撮影画像を用いた検出方法も知られている。ここではワーク設置領域の撮影画像から異物の存在位置を検出し、検出した位置を重点的に清掃する方法が示されている。
しかし、従来のようにオペレータが加工の合間に目視で異物を確認する方法では、加工の中断により生産性が低下するという課題がある。
また、特許文献１の方法では、工作機械内に加工領域内を撮像するカメラを必要とする上、カメラのレンズに異物が付着しないような対策がさらに必要となり、コストがかかるという課題がある。
また、特許文献１の方法では、工作機械内に加工領域内を撮像するカメラを必要とする上、カメラのレンズに異物が付着しないような対策がさらに必要となり、コストがかかるという課題がある。
そこで、本開示は、接触式工具センサに対し、特別な装置を必要とせず異物の検出ができる工作機械における接触式工具センサの校正方法及び校正プログラム、工作機械を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本開示の第１の構成は、３軸以上の並進軸と、工具を装着可能な主軸と、テーブルと、前記並進軸と前記主軸とを制御する数値制御装置とを有する工作機械において、前記主軸と前記テーブルに備え付けられた接触式工具センサとの間の位置関係を校正する方法であって、
基準工具を前記主軸に装着し、前記接触式工具センサの上面の少なくとも２箇所の異なる測定領域における前記基準工具の先端の測定位置座標を工具センサ測定値としてそれぞれ取得する工具センサ測定ステップと、
各前記工具センサ測定値に基づいて所定の差分値を出力する差分値出力ステップと、
前記差分値を予め設定された許容値と比較し、少なくとも１つの前記差分値が前記許容値を外れる場合に異常と判定する異常検出ステップと、
前記異常検出ステップで異常と判定されなかった場合に、各前記工具センサ測定値に基づいて前記主軸と前記接触式工具センサとの間の位置関係を校正する工具センサ校正ステップと、を実行することを特徴とする。
本開示の第１の構成の別の態様は、上記構成において、前記異常検出ステップで異常と判定されると、前記接触式工具センサの上面を清掃する清掃ステップを実行することを特徴とする。
本開示の第１の構成の別の態様は、上記構成において、前記清掃ステップでは、少なくとも、前記許容値を外れる前記差分値に係る前記工具センサ測定値を取得した前記測定領域に対して清掃を行うことを特徴とする。
本開示の第１の構成の別の態様は、上記構成において、前記清掃ステップの実行後、前記工具センサ測定ステップと、前記差分値出力ステップと、前記異常検出ステップとを再度実行し、再度の前記異常検出ステップで異常と判定されると、前記清掃ステップを再度実行する処理を繰り返し、
前記異常検出ステップで異常と判定される回数が所定の閾値に達すると、処理を停止してその旨を報知する報知ステップを実行することを特徴とする。
本開示の第１の構成の別の態様は、上記構成において、前記差分値出力ステップでは、各前記工具センサ測定値間の差を前記差分値として出力することを特徴とする。
本開示の第１の構成の別の態様は、上記構成において、前記差分値出力ステップの実行前に、前記接触式工具センサの上面及び前記基準工具に異物が付着していない状態で、前記複数の測定領域における前記基準工具の先端の測定位置座標をそれぞれの工具センサ基準値として記録する基準値記録ステップと、
各前記工具センサ基準値と、各前記工具センサ基準値と同じ測定領域における各前記工具センサ測定値との差分をそれぞれの工具センサ変位値として出力する変位値出力ステップとを実行し、
前記差分値出力ステップでは、各前記工具センサ変位値間の差を前記差分値として出力することを特徴とする。
本開示の第１の構成の別の態様は、上記構成において、前記差分値出力ステップでは、前記主軸が前記接触式工具センサに近づく方向を負方向として、各前記工具センサ測定値の内の最小値を工具センサ測定値最小値とし、前記最小値に係る前記工具センサ測定値以外の前記工具センサ測定値と前記工具センサ測定値最小値との差分を前記差分値として出力することを特徴とする。
本開示の第１の構成の別の態様は、上記構成において、前記差分値出力ステップの実行前に、前記接触式工具センサの上面及び前記基準工具に異物が付着していない状態で、前記複数の測定領域における前記基準工具の先端の測定位置座標をそれぞれの工具センサ基準値として記録する基準値記録ステップと、
各前記工具センサ基準値と、各前記工具センサ基準値と同じ測定領域における各前記工具センサ測定値との差分をそれぞれの工具センサ変位値として出力する変位値出力ステップと、を実行し、
前記差分値出力ステップでは、前記主軸が前記接触式工具センサに近づく方向を負方向として、各前記工具センサ変位値の内の最小値を工具センサ変位値最小値とし、前記最小値に係る前記工具センサ変位値以外の前記工具センサ変位値と前記工具センサ変位値最小値との差分を前記差分値として出力することを特徴とする。
本開示の第２の構成は、工作機械における接触式工具センサの校正プログラムであって、３軸以上の並進軸と、工具を装着可能な主軸と、テーブルと、前記並進軸と前記主軸とを制御する数値制御装置とを有する工作機械において、前記主軸に基準工具を装着し、前記テーブルに接触式工具センサを設置した状態で、前記数値制御装置に、本開示の第１の構成の何れかに記載の接触式工具センサの校正方法を実行させることを特徴とする。
本開示の第３の構成は、３軸以上の並進軸と、工具を装着可能な主軸と、テーブルと、前記並進軸と前記主軸とを制御する数値制御装置とを有する工作機械であって、
前記主軸に基準工具を装着し、前記テーブルに接触式工具センサを設置した状態で、前記接触式工具センサの上面の少なくとも２箇所の異なる測定領域における前記基準工具の先端の測定位置座標をそれぞれの工具センサ測定値として取得する工具センサ測定手段と、
各前記工具センサ測定値間での所定の差分値を出力する差分値出力手段と、
前記差分値を予め設定された許容値と比較し、少なくとも１つの前記差分値が前記許容値を外れる場合に異常と判定する異常検出手段と、
前記異常検出手段で異常と判定されなかった場合に、各前記工具センサ測定値に基づいて前記主軸と前記接触式工具センサとの間の位置関係を校正する工具センサ校正手段と、を備えることを特徴とする。
基準工具を前記主軸に装着し、前記接触式工具センサの上面の少なくとも２箇所の異なる測定領域における前記基準工具の先端の測定位置座標を工具センサ測定値としてそれぞれ取得する工具センサ測定ステップと、
各前記工具センサ測定値に基づいて所定の差分値を出力する差分値出力ステップと、
前記差分値を予め設定された許容値と比較し、少なくとも１つの前記差分値が前記許容値を外れる場合に異常と判定する異常検出ステップと、
前記異常検出ステップで異常と判定されなかった場合に、各前記工具センサ測定値に基づいて前記主軸と前記接触式工具センサとの間の位置関係を校正する工具センサ校正ステップと、を実行することを特徴とする。
本開示の第１の構成の別の態様は、上記構成において、前記異常検出ステップで異常と判定されると、前記接触式工具センサの上面を清掃する清掃ステップを実行することを特徴とする。
本開示の第１の構成の別の態様は、上記構成において、前記清掃ステップでは、少なくとも、前記許容値を外れる前記差分値に係る前記工具センサ測定値を取得した前記測定領域に対して清掃を行うことを特徴とする。
本開示の第１の構成の別の態様は、上記構成において、前記清掃ステップの実行後、前記工具センサ測定ステップと、前記差分値出力ステップと、前記異常検出ステップとを再度実行し、再度の前記異常検出ステップで異常と判定されると、前記清掃ステップを再度実行する処理を繰り返し、
前記異常検出ステップで異常と判定される回数が所定の閾値に達すると、処理を停止してその旨を報知する報知ステップを実行することを特徴とする。
本開示の第１の構成の別の態様は、上記構成において、前記差分値出力ステップでは、各前記工具センサ測定値間の差を前記差分値として出力することを特徴とする。
本開示の第１の構成の別の態様は、上記構成において、前記差分値出力ステップの実行前に、前記接触式工具センサの上面及び前記基準工具に異物が付着していない状態で、前記複数の測定領域における前記基準工具の先端の測定位置座標をそれぞれの工具センサ基準値として記録する基準値記録ステップと、
各前記工具センサ基準値と、各前記工具センサ基準値と同じ測定領域における各前記工具センサ測定値との差分をそれぞれの工具センサ変位値として出力する変位値出力ステップとを実行し、
前記差分値出力ステップでは、各前記工具センサ変位値間の差を前記差分値として出力することを特徴とする。
本開示の第１の構成の別の態様は、上記構成において、前記差分値出力ステップでは、前記主軸が前記接触式工具センサに近づく方向を負方向として、各前記工具センサ測定値の内の最小値を工具センサ測定値最小値とし、前記最小値に係る前記工具センサ測定値以外の前記工具センサ測定値と前記工具センサ測定値最小値との差分を前記差分値として出力することを特徴とする。
本開示の第１の構成の別の態様は、上記構成において、前記差分値出力ステップの実行前に、前記接触式工具センサの上面及び前記基準工具に異物が付着していない状態で、前記複数の測定領域における前記基準工具の先端の測定位置座標をそれぞれの工具センサ基準値として記録する基準値記録ステップと、
各前記工具センサ基準値と、各前記工具センサ基準値と同じ測定領域における各前記工具センサ測定値との差分をそれぞれの工具センサ変位値として出力する変位値出力ステップと、を実行し、
前記差分値出力ステップでは、前記主軸が前記接触式工具センサに近づく方向を負方向として、各前記工具センサ変位値の内の最小値を工具センサ変位値最小値とし、前記最小値に係る前記工具センサ変位値以外の前記工具センサ変位値と前記工具センサ変位値最小値との差分を前記差分値として出力することを特徴とする。
本開示の第２の構成は、工作機械における接触式工具センサの校正プログラムであって、３軸以上の並進軸と、工具を装着可能な主軸と、テーブルと、前記並進軸と前記主軸とを制御する数値制御装置とを有する工作機械において、前記主軸に基準工具を装着し、前記テーブルに接触式工具センサを設置した状態で、前記数値制御装置に、本開示の第１の構成の何れかに記載の接触式工具センサの校正方法を実行させることを特徴とする。
本開示の第３の構成は、３軸以上の並進軸と、工具を装着可能な主軸と、テーブルと、前記並進軸と前記主軸とを制御する数値制御装置とを有する工作機械であって、
前記主軸に基準工具を装着し、前記テーブルに接触式工具センサを設置した状態で、前記接触式工具センサの上面の少なくとも２箇所の異なる測定領域における前記基準工具の先端の測定位置座標をそれぞれの工具センサ測定値として取得する工具センサ測定手段と、
各前記工具センサ測定値間での所定の差分値を出力する差分値出力手段と、
前記差分値を予め設定された許容値と比較し、少なくとも１つの前記差分値が前記許容値を外れる場合に異常と判定する異常検出手段と、
前記異常検出手段で異常と判定されなかった場合に、各前記工具センサ測定値に基づいて前記主軸と前記接触式工具センサとの間の位置関係を校正する工具センサ校正手段と、を備えることを特徴とする。
本開示によれば、加工中に接触式工具センサ上の異物の付着をオペレータの目視確認作業や特別な装置を必要とせずに検知することができる。これにより、オペレータの負担を減らし、加工の中断によるロスタイムを減らしつつ、接触式工具センサの校正が正確に行われているかを確認することが可能となる。また、カメラによる測定システム等が不要であるため、比較的安価に実現できる。
特に、異常判定した際に接触式工具センサを清掃する構成とすれば、異物の付着による影響を排除した上で接触式工具センサを正確に校正することができる。これにより、加工に用いる工具長を正確に測定することが可能となり、加工において加工精度を維持することが可能となる。
特に、異常判定した際に接触式工具センサを清掃する構成とすれば、異物の付着による影響を排除した上で接触式工具センサを正確に校正することができる。これにより、加工に用いる工具長を正確に測定することが可能となり、加工において加工精度を維持することが可能となる。
以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［形態１］
図１は、工作機械の一形態であり、３つの互いに直交する並進軸を有するマシニングセンタＭの模式図である。主軸頭２（主軸）は、並進軸であり互いに直交するＸ軸、Ｚ軸によってベッド１に対して並進２自由度の運動が可能である。テーブル３は、並進軸でありＸ軸およびＺ軸に直交するＹ軸によりベッド１に対して並進１自由度の運動が可能である。したがって、主軸頭２は、テーブル３に対して並進３自由度の運動が可能である。ＸＹＺ軸の動作は、後述する数値制御装置３０により制御されるサーボモータ駆動により実行される。工作物をテーブル３に固定し、主軸頭２に工具を装着して回転させ、工作物と工具との相対位置および相対姿勢を制御することで、工作物の加工を行う。
なお、本開示に関わる工作機械としては、軸数は３軸に限らず、４軸、５軸でもよい。さらにまた、回転軸によりテーブル３や主軸頭２が回転１自由度以上を持つ機構でもよい。
［形態１］
図１は、工作機械の一形態であり、３つの互いに直交する並進軸を有するマシニングセンタＭの模式図である。主軸頭２（主軸）は、並進軸であり互いに直交するＸ軸、Ｚ軸によってベッド１に対して並進２自由度の運動が可能である。テーブル３は、並進軸でありＸ軸およびＺ軸に直交するＹ軸によりベッド１に対して並進１自由度の運動が可能である。したがって、主軸頭２は、テーブル３に対して並進３自由度の運動が可能である。ＸＹＺ軸の動作は、後述する数値制御装置３０により制御されるサーボモータ駆動により実行される。工作物をテーブル３に固定し、主軸頭２に工具を装着して回転させ、工作物と工具との相対位置および相対姿勢を制御することで、工作物の加工を行う。
なお、本開示に関わる工作機械としては、軸数は３軸に限らず、４軸、５軸でもよい。さらにまた、回転軸によりテーブル３や主軸頭２が回転１自由度以上を持つ機構でもよい。
図２は、テーブル３に設置した接触式工具センサ（以下、単に「工具センサ」という。）７を用いた測定を行う装置の模式図である。数値制御装置３０が、主軸頭２とテーブル３とのＸＹＺ軸の相対位置を制御することで、主軸頭２に取り付けられた基準工具６と工具センサ７との相対位置関係を変化させることができる。工具センサ７の反応面８まで基準工具６の先端を当接させることで工具センサ７から信号を発し、この信号が発せられた時点での主軸頭２とテーブル３とのＸＹＺ軸の相対位置座標と基準工具６の長さとから、反応面８に垂直な軸方向における反応面８とテーブル３との相対位置座標を検出することが可能である。この反応面８が工具長の測定における基準面となる。工具センサ７と基準工具６と数値制御装置３０とが本開示の工具センサ測定手段として機能する。以下、主軸頭２が工具センサ７に近づく方向を負方向とする。
主軸頭２に取り付けられた基準工具６の変形がないとすれば、機械の変形が起こり主軸頭２と工具センサ７の反応面８との位置関係が変化した場合についても、反応面８まで基準工具６の先端を当接させ、反応面８に垂直な軸方向における反応面８の相対位置を再度測定することで工具長の測定における基準面の校正を行うことができる。
図３は、反応面８に垂直な方向から見たときの測定領域の一例である。この形態では、基準工具６が反応面８の一部のみに当接し、測定領域が重ならないようにして２か所以上の領域で反応面８の相対位置を測定する。ここでは４箇所の異なる測定領域における測定を一例として挙げ、各測定領域における測定部を、点線丸印で示すように、工具センサ測定部９、工具センサ測定部１０、工具センサ測定部１１、工具センサ測定部１２とする。
図３は、反応面８に垂直な方向から見たときの測定領域の一例である。この形態では、基準工具６が反応面８の一部のみに当接し、測定領域が重ならないようにして２か所以上の領域で反応面８の相対位置を測定する。ここでは４箇所の異なる測定領域における測定を一例として挙げ、各測定領域における測定部を、点線丸印で示すように、工具センサ測定部９、工具センサ測定部１０、工具センサ測定部１１、工具センサ測定部１２とする。
図４は、数値制御装置３０における工具センサ７の校正に係る部分の機能ブロック図である。数値制御装置３０は、校正機能部として、差分値出力部１４、異常検出部１５、工具センサ校正部１６、測定記録部１７、異物位置検出部１８、洗浄部１９を備えている。
差分値出力部１４は、本開示の差分値出力手段として、各工具センサ測定部９～１２から出力された工具センサ測定値Ａ～Ｄに基づいて所定の差分値を出力する。
異常検出部１５は、本開示の異常検出手段として、出力された差分値に基づいて異常の有無を判定する。
工具センサ校正部１６は、本開示の工具センサ校正手段として、異常検出部１５で異常がないと判定された場合に基準面の校正を行う。
測定記録部１７は、工具センサ測定値Ａ～Ｄ等を記録する。
異物位置検出部１８は、異常検出部１５で異常ありと判定された場合に測定領域における異物の位置を検出する。
洗浄部１９は、異物位置検出部１８で検出された異物がある測定領域に対して洗浄を行う。
差分値出力部１４は、本開示の差分値出力手段として、各工具センサ測定部９～１２から出力された工具センサ測定値Ａ～Ｄに基づいて所定の差分値を出力する。
異常検出部１５は、本開示の異常検出手段として、出力された差分値に基づいて異常の有無を判定する。
工具センサ校正部１６は、本開示の工具センサ校正手段として、異常検出部１５で異常がないと判定された場合に基準面の校正を行う。
測定記録部１７は、工具センサ測定値Ａ～Ｄ等を記録する。
異物位置検出部１８は、異常検出部１５で異常ありと判定された場合に測定領域における異物の位置を検出する。
洗浄部１９は、異物位置検出部１８で検出された異物がある測定領域に対して洗浄を行う。
数値制御装置３０は、記憶部に記憶された校正プログラムに従い、図５のフローチャートに示す工具センサ７の校正方法を実行する。
まず、Ｓ１で、工具センサ７の反応面８に基準工具６の先端を４箇所の測定領域に当接させ、反応面８に垂直な軸方向における反応面８の相対位置をそれぞれ測定する（工具センサ測定ステップ）。工具センサ測定部９～１２における反応面８の相対位置の測定結果を、それぞれ工具センサ測定値Ａ、工具センサ測定値Ｂ、工具センサ測定値Ｃ、工具センサ測定値Ｄとする。各工具センサ測定値Ａ～Ｄは、差分値出力部１４に入力される。
Ｓ２で、差分値出力部１４は、工具センサ測定値Ａと工具センサ測定値Ｂとの差分値ＡＢ、工具センサ測定値Ｂと工具センサ測定値Ｃとの差分値ＢＣ、工具センサ測定値Ｃと工具センサ測定値Ｄとの差分値ＣＤ、工具センサ測定値Ｄと工具センサ測定値Ａとの差分値ＤＡをそれぞれ絶対値として算出する（差分値出力ステップ）。差分値出力部１４から出力された各差分値は、異常検出部１５に入力される。
まず、Ｓ１で、工具センサ７の反応面８に基準工具６の先端を４箇所の測定領域に当接させ、反応面８に垂直な軸方向における反応面８の相対位置をそれぞれ測定する（工具センサ測定ステップ）。工具センサ測定部９～１２における反応面８の相対位置の測定結果を、それぞれ工具センサ測定値Ａ、工具センサ測定値Ｂ、工具センサ測定値Ｃ、工具センサ測定値Ｄとする。各工具センサ測定値Ａ～Ｄは、差分値出力部１４に入力される。
Ｓ２で、差分値出力部１４は、工具センサ測定値Ａと工具センサ測定値Ｂとの差分値ＡＢ、工具センサ測定値Ｂと工具センサ測定値Ｃとの差分値ＢＣ、工具センサ測定値Ｃと工具センサ測定値Ｄとの差分値ＣＤ、工具センサ測定値Ｄと工具センサ測定値Ａとの差分値ＤＡをそれぞれ絶対値として算出する（差分値出力ステップ）。差分値出力部１４から出力された各差分値は、異常検出部１５に入力される。
Ｓ３で、異常検出部１５は、それぞれの差分値が予め設定された許容値以下であるか否かを判定する（異常検出ステップ）。
ここで各差分値が何れも許容値以下である場合、異常なしと判定して、工具センサ測定値Ａ～Ｄを工具センサ校正部１６に出力すると共に、測定記録部１７に記録する。 Ｓ４で、工具センサ校正部１６は、工具センサ測定値Ａ～Ｄに基づいて工具長の測定における基準面の校正値を更新する（工具センサ校正ステップ）。
一方、Ｓ３の判別で、何れかの差分値が許容値を上回った場合、異常ありと判定して、異物位置検出部１８に判定結果が出力される。
Ｓ５で、異物位置検出部１８では、差分値が異常と判定された（許容値を上回った）工具センサ測定部に係る測定領域に異物があると判定し、判定結果を洗浄部１９へ出力する。
Ｓ６で、洗浄部１９は、異物位置検出部１８で異物があると判定された測定領域に対し、流体噴射などによる清掃を行う（清掃ステップ）。
ここで各差分値が何れも許容値以下である場合、異常なしと判定して、工具センサ測定値Ａ～Ｄを工具センサ校正部１６に出力すると共に、測定記録部１７に記録する。 Ｓ４で、工具センサ校正部１６は、工具センサ測定値Ａ～Ｄに基づいて工具長の測定における基準面の校正値を更新する（工具センサ校正ステップ）。
一方、Ｓ３の判別で、何れかの差分値が許容値を上回った場合、異常ありと判定して、異物位置検出部１８に判定結果が出力される。
Ｓ５で、異物位置検出部１８では、差分値が異常と判定された（許容値を上回った）工具センサ測定部に係る測定領域に異物があると判定し、判定結果を洗浄部１９へ出力する。
Ｓ６で、洗浄部１９は、異物位置検出部１８で異物があると判定された測定領域に対し、流体噴射などによる清掃を行う（清掃ステップ）。
このように、上記形態１の工具センサ７の校正方法及び校正プログラム、マシニングセンタＭによれば、工具センサ測定値Ａ～Ｄに基づいて所定の差分値を出力して差分値を許容値と比較し、少なくとも１つの差分値が許容値を外れる場合に異常と判定する一方、異常と判定されなかった場合に、各工具センサ測定値に基づいて主軸頭２と工具センサ７との間の位置関係を校正するので、加工中に工具センサ７上の異物の付着をオペレータの目視確認作業や特別な装置を必要とせずに検知することができる。これにより、オペレータの負担を減らし、加工の中断によるロスタイムを減らしつつ、工具センサ７の校正が正確に行われているかを確認することが可能となる。
以下、本開示の他の形態を説明する。但し、マシニングセンタの構成等、形態１と同じ構成部には同じ符号を付して重複する説明を省略する。
［形態２］
図６は、数値制御装置３０における工具センサ７の校正に係る部分の別の例を示す機能ブロック図である。ここでは、各工具センサ測定値と各工具センサ基準値との差分を変位値として算出する変位値出力部１３を備えている点が形態１と異なっている。
この形態２では、図７のフローチャートに示すように、まずＳ１１で、工具センサ測定部９～１２及び基準工具６に異物が付着していない状態で、各測定領域における基準工具６の先端の測定位置座標を計測し、工具センサ基準値Ａ、工具センサ基準値Ｂ、工具センサ基準値Ｃ、工具センサ基準値Ｄとして測定記録部１７に記録する（基準値記録ステップ）。
次に、Ｓ１２で、工具センサ７の各測定領域を測定して工具センサ測定値Ａ～Ｄを得る。
次に、Ｓ１３で、変位値出力部１３が、それぞれ同じ測定領域となる工具センサ測定値Ａと工具センサ基準値Ａとの差分、工具センサ測定値Ｂと工具センサ基準値Ｂとの差分、工具センサ測定値Ｃと工具センサ基準値Ｃとの差分、工具センサ測定値Ｄと工具センサ基準値Ｄとの差分を算出する（変位値出力ステップ）。これらの差分をそれぞれ変位値Ａ、変位値Ｂ、変位値Ｃ、変位値Ｄとする。
次に、Ｓ１４で、差分値出力部１４は、変位値Ａと変位値Ｂとの差分値ＡＢ、変位値Ｂと変位値Ｃとの差分値ＢＣ、変位値Ｃと変位値Ｄとの差分値ＣＤ、変位値Ｄと変位値Ａとの差分値ＤＡを算出する。
次に、Ｓ１５で、異常検出部１５は、それぞれの差分値が許容値以下であるか否かを判別し、許容値を上回る差分値がなければ校正値を更新し（Ｓ１６）、許容値を上回る差分値があれば異常と判定して異物位置を検出し（Ｓ１７）、測定領域を清掃する（Ｓ１８）。
［形態２］
図６は、数値制御装置３０における工具センサ７の校正に係る部分の別の例を示す機能ブロック図である。ここでは、各工具センサ測定値と各工具センサ基準値との差分を変位値として算出する変位値出力部１３を備えている点が形態１と異なっている。
この形態２では、図７のフローチャートに示すように、まずＳ１１で、工具センサ測定部９～１２及び基準工具６に異物が付着していない状態で、各測定領域における基準工具６の先端の測定位置座標を計測し、工具センサ基準値Ａ、工具センサ基準値Ｂ、工具センサ基準値Ｃ、工具センサ基準値Ｄとして測定記録部１７に記録する（基準値記録ステップ）。
次に、Ｓ１２で、工具センサ７の各測定領域を測定して工具センサ測定値Ａ～Ｄを得る。
次に、Ｓ１３で、変位値出力部１３が、それぞれ同じ測定領域となる工具センサ測定値Ａと工具センサ基準値Ａとの差分、工具センサ測定値Ｂと工具センサ基準値Ｂとの差分、工具センサ測定値Ｃと工具センサ基準値Ｃとの差分、工具センサ測定値Ｄと工具センサ基準値Ｄとの差分を算出する（変位値出力ステップ）。これらの差分をそれぞれ変位値Ａ、変位値Ｂ、変位値Ｃ、変位値Ｄとする。
次に、Ｓ１４で、差分値出力部１４は、変位値Ａと変位値Ｂとの差分値ＡＢ、変位値Ｂと変位値Ｃとの差分値ＢＣ、変位値Ｃと変位値Ｄとの差分値ＣＤ、変位値Ｄと変位値Ａとの差分値ＤＡを算出する。
次に、Ｓ１５で、異常検出部１５は、それぞれの差分値が許容値以下であるか否かを判別し、許容値を上回る差分値がなければ校正値を更新し（Ｓ１６）、許容値を上回る差分値があれば異常と判定して異物位置を検出し（Ｓ１７）、測定領域を清掃する（Ｓ１８）。
このように、上記形態２の工具センサ７の校正方法及び校正プログラム、マシニングセンタにおいても、加工中に工具センサ７上の異物の付着をオペレータの目視確認作業や特別な装置を必要とせずに検知することができる。これにより、オペレータの負担を減らし、加工の中断によるロスタイムを減らしつつ、工具センサ７の校正が正確に行われているかを確認することが可能となる。
特にここでは、工具センサ測定値に基づく差分値を、同一測定箇所における変位値から算出するため、工具センサ７と基準工具６先端の平面度や平行度の影響を排除することができる。よって、形態１における方法よりも異物の付着を精度よく検出できる。
特にここでは、工具センサ測定値に基づく差分値を、同一測定箇所における変位値から算出するため、工具センサ７と基準工具６先端の平面度や平行度の影響を排除することができる。よって、形態１における方法よりも異物の付着を精度よく検出できる。
［形態３］
図８は、本開示における測定を行う装置の別の一例の模式図である。主軸頭２には、工具センサ７の上面に複数箇所で当接させた際に測定領域が重なる領域ができるほど太い基準工具２０が取り付けられている。
図９は、工具センサ７の反応面８に垂直な方向から見た測定領域の別の一例である。図１０は、数値制御装置３０における工具センサ７の校正に係る部分の別の例を示す機能ブロック図である。ここでは変位値出力部が設けられておらず、形態１と同様の構成となっている。
この形態３では、基準工具２０が工具センサ７の反応面８の一部のみに当接するようにし、測定領域が重なる場合も含め２か所以上の領域で工具センサ７の反応面８の相対位置を測定する。ここでは４か所の異なる測定領域における測定を一例として挙げ、各測定領域における測定部を、図９（Ａ）～（Ｄ）に円弧状の点線で示すように、工具センサ測定部２１、工具センサ測定部２２、工具センサ測定部２３、工具センサ測定部２４とする。
図８は、本開示における測定を行う装置の別の一例の模式図である。主軸頭２には、工具センサ７の上面に複数箇所で当接させた際に測定領域が重なる領域ができるほど太い基準工具２０が取り付けられている。
図９は、工具センサ７の反応面８に垂直な方向から見た測定領域の別の一例である。図１０は、数値制御装置３０における工具センサ７の校正に係る部分の別の例を示す機能ブロック図である。ここでは変位値出力部が設けられておらず、形態１と同様の構成となっている。
この形態３では、基準工具２０が工具センサ７の反応面８の一部のみに当接するようにし、測定領域が重なる場合も含め２か所以上の領域で工具センサ７の反応面８の相対位置を測定する。ここでは４か所の異なる測定領域における測定を一例として挙げ、各測定領域における測定部を、図９（Ａ）～（Ｄ）に円弧状の点線で示すように、工具センサ測定部２１、工具センサ測定部２２、工具センサ測定部２３、工具センサ測定部２４とする。
この形態３での校正方法の流れは図５と同じである。まずＳ１で、工具センサ測定部２１～２４における工具センサ７の反応面８の相対位置を測定する。測定結果をそれぞれ工具センサ測定値Ａ’、工具センサ測定値Ｂ’、工具センサ測定値Ｃ’、工具センサ測定値Ｄ’とする。そして、工具センサ測定値Ａ’～Ｄ’の内で最小値となるもの（工具センサ７が反応する際の主軸頭２の位置が最も工具センサ７に近づくもの）を工具センサ測定値最小値とする。図１０では、工具センサ測定値Ｃ’が工具センサ測定値最小値となる場合を示している。
Ｓ２で、差分値出力部１４は、工具センサ測定値最小値と工具センサ測定値Ａ’との差分値Ａ’Ｃ’、工具センサ測定値最小値と工具センサ測定値Ｂ’との差分値Ｂ’Ｃ’、工具センサ測定値最小値と工具センサ測定値Ｄ’との差分値Ｄ’Ｃ’を算出する。
そして、Ｓ３で、異常検出部１５では、それぞれの差分値が許容値以下であるか否かを判別し、許容値を上回る差分値がなければ校正値を更新し（Ｓ４）、許容値を上回る差分値があれば異常と判定して異物位置を検出し（Ｓ５）、測定領域を清掃する（Ｓ６）。
Ｓ２で、差分値出力部１４は、工具センサ測定値最小値と工具センサ測定値Ａ’との差分値Ａ’Ｃ’、工具センサ測定値最小値と工具センサ測定値Ｂ’との差分値Ｂ’Ｃ’、工具センサ測定値最小値と工具センサ測定値Ｄ’との差分値Ｄ’Ｃ’を算出する。
そして、Ｓ３で、異常検出部１５では、それぞれの差分値が許容値以下であるか否かを判別し、許容値を上回る差分値がなければ校正値を更新し（Ｓ４）、許容値を上回る差分値があれば異常と判定して異物位置を検出し（Ｓ５）、測定領域を清掃する（Ｓ６）。
このように、上記形態３の工具センサ７の校正方法及び校正プログラム、マシニングセンタにおいても、加工中に工具センサ７上の異物の付着をオペレータの目視確認作業や特別な装置を必要とせずに検知することができる。これにより、オペレータの負担を減らし、加工の中断によるロスタイムを減らしつつ、工具センサ７の校正が正確に行われているかを確認することが可能となる。
［形態４］
図１１は、数値制御装置３０における工具センサ７の校正に係る部分の別の例を示す機能ブロック図である。ここでは形態２と同様に変位値出力部１３を備えている。
この形態４での校正方法の流れは図７と同じである。まずＳ１１で、工具センサ測定部２１～２４及び基準工具２０に異物が付着していない状態で、各測定領域における基準工具２０の先端の測定位置座標を計測し、正常な工具センサ基準値Ａ’、工具センサ基準値Ｂ’、工具センサ基準値Ｃ’、工具センサ基準値Ｄ’として測定記録部１７に記録する。
次に、Ｓ１２で、工具センサ７の各測定領域を測定して工具センサ測定値Ａ’～Ｄ’を得る。
次に、Ｓ１３で、変位値出力部１３が、それぞれ同じ測定領域となる工具センサ測定値Ａ’と工具センサ基準値Ａ’との差分、工具センサ測定値Ｂ’と工具センサ基準値Ｂ’との差分、工具センサ測定値Ｃ’と工具センサ基準値Ｃ’との差分、工具センサ測定値Ｄ’と工具センサ基準値Ｄ’との差分を算出する。これらの差分をそれぞれ変位値Ａ’、変位値Ｂ’、変位値Ｃ’、変位値Ｄ’とする。これら変位値のうちの最小値を変位値最小値とする。図１１では、変位値Ｃ’が最小値である場合を示している。
次に、Ｓ１４で、差分値出力部１４は、変位値最小値と変位値Ａ’との差分値Ａ’Ｃ’、変位値最小値と変位値Ｂ’との差分値Ｂ’Ｃ’、変位値最小値と変位値Ｄ’との差分値Ｄ’Ｃ’を算出する。
次に、Ｓ１５で、異常検出部１５は、それぞれの差分値が許容値以下であるか否かを判別し、許容値を上回る差分値がなければ校正値を更新し（Ｓ１６）、許容値を上回る差分値があれば異常と判定して異物位置を検出し（Ｓ１７）、測定領域を清掃する（Ｓ１８）。
図１１は、数値制御装置３０における工具センサ７の校正に係る部分の別の例を示す機能ブロック図である。ここでは形態２と同様に変位値出力部１３を備えている。
この形態４での校正方法の流れは図７と同じである。まずＳ１１で、工具センサ測定部２１～２４及び基準工具２０に異物が付着していない状態で、各測定領域における基準工具２０の先端の測定位置座標を計測し、正常な工具センサ基準値Ａ’、工具センサ基準値Ｂ’、工具センサ基準値Ｃ’、工具センサ基準値Ｄ’として測定記録部１７に記録する。
次に、Ｓ１２で、工具センサ７の各測定領域を測定して工具センサ測定値Ａ’～Ｄ’を得る。
次に、Ｓ１３で、変位値出力部１３が、それぞれ同じ測定領域となる工具センサ測定値Ａ’と工具センサ基準値Ａ’との差分、工具センサ測定値Ｂ’と工具センサ基準値Ｂ’との差分、工具センサ測定値Ｃ’と工具センサ基準値Ｃ’との差分、工具センサ測定値Ｄ’と工具センサ基準値Ｄ’との差分を算出する。これらの差分をそれぞれ変位値Ａ’、変位値Ｂ’、変位値Ｃ’、変位値Ｄ’とする。これら変位値のうちの最小値を変位値最小値とする。図１１では、変位値Ｃ’が最小値である場合を示している。
次に、Ｓ１４で、差分値出力部１４は、変位値最小値と変位値Ａ’との差分値Ａ’Ｃ’、変位値最小値と変位値Ｂ’との差分値Ｂ’Ｃ’、変位値最小値と変位値Ｄ’との差分値Ｄ’Ｃ’を算出する。
次に、Ｓ１５で、異常検出部１５は、それぞれの差分値が許容値以下であるか否かを判別し、許容値を上回る差分値がなければ校正値を更新し（Ｓ１６）、許容値を上回る差分値があれば異常と判定して異物位置を検出し（Ｓ１７）、測定領域を清掃する（Ｓ１８）。
このように、上記形態４の工具センサ７の校正方法及び校正プログラム、マシニングセンタにおいても、加工中に工具センサ７上の異物の付着をオペレータの目視確認作業や特別な装置を必要とせずに検知することができる。これにより、オペレータの負担を減らし、加工の中断によるロスタイムを減らしつつ、工具センサ７の校正が正確に行われているかを確認することが可能となる。
特にここでは、差分値を同一測定箇所における変位値から算出するため、工具センサ７と基準工具２０先端の平面度や平行度の影響を排除することができるため、形態３における方法よりも異物の付着を精度よく検出できる。
また、形態１及び２に示す方法では、測定領域が重なる領域を含む測定領域における工具センサ測定値の差分をとる際、測定領域が重なる領域において異物が付着していると、異常検出部１５において異常が検出されないことがある。しかし、この形態４ではこのような異常の不検出を回避することができる。
特にここでは、差分値を同一測定箇所における変位値から算出するため、工具センサ７と基準工具２０先端の平面度や平行度の影響を排除することができるため、形態３における方法よりも異物の付着を精度よく検出できる。
また、形態１及び２に示す方法では、測定領域が重なる領域を含む測定領域における工具センサ測定値の差分をとる際、測定領域が重なる領域において異物が付着していると、異常検出部１５において異常が検出されないことがある。しかし、この形態４ではこのような異常の不検出を回避することができる。
次に、洗浄部１９による清掃について詳細に説明する。
図１２は、工具センサ７の反応面８に垂直な方向から見て、異物があると判断する領域を塗りつぶした一例である。異物位置検出部１８において、例えば図９に示す４つの測定領域で測定を行った場合、異常検出部１５にて工具センサ測定部２１の工具センサ測定値Ａのみが異常と判定された際、異物が付着していると検出される領域を塗りつぶしている。工具センサ測定値Ａを含む差分でのみ異常があり、他の差分は異常と判定されなかった場合、工具センサ測定値Ａを測定した領域から工具センサ測定値Ｂ、工具センサ測定値Ｃ、工具センサ測定値Ｄを測定した領域を除いた部分に異物が付着したと判断している。この場合、洗浄部１９は、図１２において塗りつぶされた領域に対して流体噴射などによる清掃を行う処置ができる。
図１２は、工具センサ７の反応面８に垂直な方向から見て、異物があると判断する領域を塗りつぶした一例である。異物位置検出部１８において、例えば図９に示す４つの測定領域で測定を行った場合、異常検出部１５にて工具センサ測定部２１の工具センサ測定値Ａのみが異常と判定された際、異物が付着していると検出される領域を塗りつぶしている。工具センサ測定値Ａを含む差分でのみ異常があり、他の差分は異常と判定されなかった場合、工具センサ測定値Ａを測定した領域から工具センサ測定値Ｂ、工具センサ測定値Ｃ、工具センサ測定値Ｄを測定した領域を除いた部分に異物が付着したと判断している。この場合、洗浄部１９は、図１２において塗りつぶされた領域に対して流体噴射などによる清掃を行う処置ができる。
図１３は、工具センサ７の反応面８に垂直な方向から見て、異物があると判断する領域を塗りつぶした別の一例である。
形態３，４の異物位置検出部１８において、例えば異常検出部１５にて工具センサ測定部２１及び工具センサ測定部２２の工具センサ測定値Ａ及びＢが異常と判定された場合、異物が付着していると検出される領域を塗りつぶしている。工具センサ測定値Ｃが最小値であるとき、工具センサ測定値Ａと工具センサ測定値最小値との差分及び工具センサ測定値Ｂと工具センサ測定値最小値との差分で異常があり、工具センサ測定値Ｄについては異常と判定されなかった場合、工具センサ測定値Ａ及び工具センサ測定値Ｂを測定した領域から工具センサ測定値Ｃ、工具センサ測定値Ｄを測定した領域を除いた部分に異物が付着したと判断している。この場合、工具センサ測定値Ａと工具センサ測定値Ｂを測定した測定領域が重なった領域に異物が付着した場合にも異物の付着が判断できる。よって、洗浄部１９は、図１３において塗りつぶされた領域に対して流体噴射などによる清掃を行うことができる。
但し、各形態において、洗浄部１９による工具センサ７の清掃は、異物が付着していると判断された測定領域のみに限らず、工具センサ７の上面全体に対して行ってもよい。
形態３，４の異物位置検出部１８において、例えば異常検出部１５にて工具センサ測定部２１及び工具センサ測定部２２の工具センサ測定値Ａ及びＢが異常と判定された場合、異物が付着していると検出される領域を塗りつぶしている。工具センサ測定値Ｃが最小値であるとき、工具センサ測定値Ａと工具センサ測定値最小値との差分及び工具センサ測定値Ｂと工具センサ測定値最小値との差分で異常があり、工具センサ測定値Ｄについては異常と判定されなかった場合、工具センサ測定値Ａ及び工具センサ測定値Ｂを測定した領域から工具センサ測定値Ｃ、工具センサ測定値Ｄを測定した領域を除いた部分に異物が付着したと判断している。この場合、工具センサ測定値Ａと工具センサ測定値Ｂを測定した測定領域が重なった領域に異物が付着した場合にも異物の付着が判断できる。よって、洗浄部１９は、図１３において塗りつぶされた領域に対して流体噴射などによる清掃を行うことができる。
但し、各形態において、洗浄部１９による工具センサ７の清掃は、異物が付着していると判断された測定領域のみに限らず、工具センサ７の上面全体に対して行ってもよい。
一方、各形態においては、異常ありとして清掃を行った後、清掃を行った測定領域を再度測定し、取得した工具センサ測定値に基づいて差分値出力部１４で新たな差分値を算出し、異常検出部１５で異常の有無を再度判定する処理を繰り返してもよい。
図１４は、異常の有無を再度判定する処理を繰り返す例を示すフローチャートである。Ｓ２１～Ｓ２４までは図５と同じ処理で、Ｓ２３で異常と判定されると、Ｓ２５で判定された回数ｎをカウントする。
次に、Ｓ２６で、カウントされた回数ｎが所定の閾値を超えたか否かを判別する。ここで回数ｎが閾値を超えていなければ、Ｓ２７で異物位置を検出し、Ｓ２８で測定領域を清掃した後、Ｓ２１で再度工具センサを測定して以降の処理を繰り返す。一方、Ｓ２６の判別で回数ｎが閾値を超えていれば、Ｓ２９でアラーム等の報知を行い（報知ステップ）、処理を終了する。
なお、形態３，４で図１４のフローチャートを実行する場合、工具センサの測定の前に工具センサ基準値を記録する処理と、工具センサの測定の後に変位値を算出する処理とが加えられる。よって、Ｓ２２の差分値出力ステップでは、測定記録部１７において記録した工具センサ測定値最小値もしく変位値最小値との差分をとることになる。
図１４は、異常の有無を再度判定する処理を繰り返す例を示すフローチャートである。Ｓ２１～Ｓ２４までは図５と同じ処理で、Ｓ２３で異常と判定されると、Ｓ２５で判定された回数ｎをカウントする。
次に、Ｓ２６で、カウントされた回数ｎが所定の閾値を超えたか否かを判別する。ここで回数ｎが閾値を超えていなければ、Ｓ２７で異物位置を検出し、Ｓ２８で測定領域を清掃した後、Ｓ２１で再度工具センサを測定して以降の処理を繰り返す。一方、Ｓ２６の判別で回数ｎが閾値を超えていれば、Ｓ２９でアラーム等の報知を行い（報知ステップ）、処理を終了する。
なお、形態３，４で図１４のフローチャートを実行する場合、工具センサの測定の前に工具センサ基準値を記録する処理と、工具センサの測定の後に変位値を算出する処理とが加えられる。よって、Ｓ２２の差分値出力ステップでは、測定記録部１７において記録した工具センサ測定値最小値もしく変位値最小値との差分をとることになる。
その他、各形態において、工具センサを測定する箇所は４箇所に限らない。２箇所以上であれば差分値の算出は可能であるため、適宜増減できる。
工具センサの形状も上記形態に限定されない。例えば反応面が平面視円形以外の形状であってもよい。
マシニングセンタ以外の工作機械にも本開示は適用可能である。
工具センサの形状も上記形態に限定されない。例えば反応面が平面視円形以外の形状であってもよい。
マシニングセンタ以外の工作機械にも本開示は適用可能である。
１・・ベッド、２・・主軸頭、３・・テーブル、６，２０・・基準工具、７・・接触式工具センサ、８・・反応面、９～１２，２１～２４・・工具センサ測定部、１３・・変位値出力部、１４・・差分値出力部、１５・・異常検出部、１６・・工具センサ校正部、１７・・測定記録部、１８・・異物位置検出部、１９・・洗浄部、３０・・数値制御装置、Ｍ・・マシニングセンタ。
Claims (10)
- ３軸以上の並進軸と、工具を装着可能な主軸と、テーブルと、前記並進軸と前記主軸とを制御する数値制御装置とを有する工作機械において、前記主軸と前記テーブルに備え付けられた接触式工具センサとの間の位置関係を校正する方法であって、
基準工具を前記主軸に装着し、前記接触式工具センサの上面の少なくとも２箇所の異なる測定領域における前記基準工具の先端の測定位置座標を工具センサ測定値としてそれぞれ取得する工具センサ測定ステップと、
各前記工具センサ測定値に基づいて所定の差分値を出力する差分値出力ステップと、
前記差分値を予め設定された許容値と比較し、少なくとも１つの前記差分値が前記許容値を外れる場合に異常と判定する異常検出ステップと、
前記異常検出ステップで異常と判定されなかった場合に、各前記工具センサ測定値に基づいて前記主軸と前記接触式工具センサとの間の位置関係を校正する工具センサ校正ステップと、
を実行することを特徴とする工作機械における接触式工具センサの校正方法。 - 前記異常検出ステップで異常と判定されると、前記接触式工具センサの上面を清掃する清掃ステップを実行することを特徴とする請求項１に記載の工作機械における接触式工具センサの校正方法。
- 前記清掃ステップでは、少なくとも、前記許容値を外れる前記差分値に係る前記工具センサ測定値を取得した前記測定領域に対して清掃を行うことを特徴とする請求項２に記載の工作機械における接触式工具センサの校正方法。
- 前記清掃ステップの実行後、前記工具センサ測定ステップと、前記差分値出力ステップと、前記異常検出ステップとを再度実行し、再度の前記異常検出ステップで異常と判定されると、前記清掃ステップを再度実行する処理を繰り返し、
前記異常検出ステップで異常と判定される回数が所定の閾値に達すると、処理を停止してその旨を報知する報知ステップを実行することを特徴とする請求項２又は３に記載の工作機械における接触式工具センサの校正方法。 - 前記差分値出力ステップでは、各前記工具センサ測定値間の差を前記差分値として出力することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の工作機械における接触式工具センサの校正方法。
- 前記差分値出力ステップの実行前に、前記接触式工具センサの上面及び前記基準工具に異物が付着していない状態で、前記複数の測定領域における前記基準工具の先端の測定位置座標をそれぞれの工具センサ基準値として記録する基準値記録ステップと、
各前記工具センサ基準値と、各前記工具センサ基準値と同じ測定領域における各前記工具センサ測定値との差分をそれぞれの工具センサ変位値として出力する変位値出力ステップとを実行し、
前記差分値出力ステップでは、各前記工具センサ変位値間の差を前記差分値として出力することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の工作機械における接触式工具センサの校正方法。 - 前記差分値出力ステップでは、前記主軸が前記接触式工具センサに近づく方向を負方向として、各前記工具センサ測定値の内の最小値を工具センサ測定値最小値とし、前記最小値に係る前記工具センサ測定値以外の前記工具センサ測定値と前記工具センサ測定値最小値との差分を前記差分値として出力することを特徴とする工作機械における請求項１乃至４の何れかに記載の工作機械における接触式工具センサの校正方法。
- 前記差分値出力ステップの実行前に、前記接触式工具センサの上面及び前記基準工具に異物が付着していない状態で、前記複数の測定領域における前記基準工具の先端の測定位置座標をそれぞれの工具センサ基準値として記録する基準値記録ステップと、
各前記工具センサ基準値と、各前記工具センサ基準値と同じ測定領域における各前記工具センサ測定値との差分をそれぞれの工具センサ変位値として出力する変位値出力ステップと、を実行し、
前記差分値出力ステップでは、前記主軸が前記接触式工具センサに近づく方向を負方向として、各前記工具センサ変位値の内の最小値を工具センサ変位値最小値とし、前記最小値に係る前記工具センサ変位値以外の前記工具センサ変位値と前記工具センサ変位値最小値との差分を前記差分値として出力することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の工作機械における接触式工具センサの校正方法。 - ３軸以上の並進軸と、工具を装着可能な主軸と、テーブルと、前記並進軸と前記主軸とを制御する数値制御装置とを有する工作機械において、前記主軸に基準工具を装着し、前記テーブルに接触式工具センサを設置した状態で、前記数値制御装置に、請求項１乃至８の何れかに記載の接触式工具センサの校正方法を実行させるための工作機械における接触式工具センサの校正プログラム。
- ３軸以上の並進軸と、工具を装着可能な主軸と、テーブルと、前記並進軸と前記主軸とを制御する数値制御装置とを有する工作機械であって、
前記主軸に基準工具を装着し、前記テーブルに接触式工具センサを設置した状態で、前記接触式工具センサの上面の少なくとも２箇所の異なる測定領域における前記基準工具の先端の測定位置座標をそれぞれの工具センサ測定値として取得する工具センサ測定手段と、
各前記工具センサ測定値間での所定の差分値を出力する差分値出力手段と、
前記差分値を予め設定された許容値と比較し、少なくとも１つの前記差分値が前記許容値を外れる場合に異常と判定する異常検出手段と、
前記異常検出手段で異常と判定されなかった場合に、各前記工具センサ測定値に基づいて前記主軸と前記接触式工具センサとの間の位置関係を校正する工具センサ校正手段と、
を備えることを特徴とする工作機械。
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