(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｚ軸方向に進退移動可能な主軸テーブル上に載置され主軸を回転可能に軸承した主軸台と、前記主軸の回転軸線と直交する縦軸回転中心Ｂ軸周りに回転する回転テーブルと、前記主軸の回転軸線と平行なＺ軸方向並びにＺ軸方向と前記縦軸回転中心Ｂ軸と直交するＸ軸方向に往復移動させるスライドテーブルと、前記回転テーブル上に前記縦軸回転中心Ｂ軸と平行する上下方向と前記縦軸回転中心Ｂ軸と直交する２軸方向に移動可能な調整台を介して設置した曲率半径Ｒの刃先のバイトが取り付けられている刃物台と、前記主軸台に前記刃物台に向けてＺ軸線方向に固設した顕微鏡と、この顕微鏡で前記バイトの刃先位置をテレビカメラを介して拡大像映する受像機とからなる旋削装置において、予め刃先の曲率半径Ｒを測定したバイトを回転テーブルの縦軸回転中心Ｂ軸と顕微鏡中心とが一致する測定位置に位置し、前記調整台によってバイトの先端と顕微鏡中心とを一致させ、バイトの刃先の曲率半径Ｒだけスライドテーブルを移動し、かつバイトの曲率半径Ｒだけ調整台を前記スライドテーブルの移動方向と反対方向に移動し、次に回転テーブルを所定角度θだけ回転させ、このときのＢ軸中心と曲率半径Ｒ中心とのずれ△ｘＳｉｎθのバイトのずれ量△ｘだけ調整台を移動すると共に、バイトの刃先の曲率半径Ｒだけ調整台を前記調整台の移動方向と反対方向に移動し、さらに、バイトの刃先の曲率半径Ｒだけスライドテーブルを前記スライドテーブルの移動方向と反対方向に移動してバイトの芯だしを行うことを特徴とするバイトのセット方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、３軸制御によりワークの加工面を常にバイト刃先の１点が作用するように加工する旋削装置におけるバイトのセット（芯だし）方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
平面内におけるＸ，Ｚ軸と縦回転軸のＢ軸との３軸制御によりワークの加工面に対して常にバイトの１点が作用するように加工する旋削装置においては、バイトの作用点を縦回転軸のＢ軸中心に対して前後，左右方向にずれが生じないようにバイトを芯だしセットする必要がある。従来、このずれ量はワークの加工形状の誤差の測定結果やワークの中央の残存部を顕微鏡で観察することにより判断していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにワークの加工形状の誤差測定や顕微鏡観察のため、ワークを一旦旋削装置から取り外して測定や観察を実施し、再びワークを旋削装置に取り付け、修正加工を実施するという作業を繰り返し行う必要があり、加工作業性が悪く、また、超精密なバイトの芯だしを行うには長時間を要している。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の問題に鑑みてなされたもので、その特徴とするバイトのセット方法は、Ｚ軸方向に進退移動可能な主軸テーブル上に載置され主軸を回転可能に軸承した主軸台と、前記主軸の回転軸線と直交する縦軸回転中心Ｂ軸周りに回転する回転テーブルと、前記主軸の回転軸線と平行なＺ軸方向並びにＺ軸方向と前記縦軸回転中心Ｂ軸と直交するＸ軸方向に往復移動させるスライドテーブルと、前記回転テーブル上に前記縦軸回転中心Ｂ軸と平行する上下方向と前記縦軸回転中心Ｂ軸と直交する２軸方向に移動可能な調整台を介して設置した曲率半径Ｒの刃先のバイトが取り付けられている刃物台と、前記主軸台に前記刃物台に向けてＺ軸線方向に固設した顕微鏡と、この顕微鏡で前記バイトの刃先位置をテレビカメラを介して拡大像映する受像機とからなる旋削装置において、予め刃先の曲率半径Ｒを測定したバイトを回転テーブルの縦軸回転中心Ｂ軸と顕微鏡中心とが一致する測定位置に位置し、前記調整台によってバイトの先端と顕微鏡中心とを一致させ、バイトの刃先の曲率半径Ｒだけスライドテーブルを移動し、かつバイトの曲率半径Ｒだけ調整台を前記スライドテーブルの移動方向と反対方向に移動し、次に回転テーブルを所定角度θだけ回転させ、このときのＢ軸中心と曲率半径Ｒ中心とのずれ△ｘＳｉｎθのバイトのずれ量△ｘだけ調整台を移動すると共に、バイトの刃先の曲率半径Ｒだけ調整台を前記調整台の移動方向と反対方向に移動し、さらに、バイトの刃先の曲率半径Ｒだけスライドテーブルを前記スライドテーブルの移動方向と反対方向に移動してバイトの芯だしを行うようにしたものである。
【０００５】
【作用】
上記の方法により、ワークを主軸台に取り付けた状態で、刃物台に装着したバイトの刃先位置を顕微鏡によりテレビカメラを介して受像機に拡大像映し、Ｘ，Ｚ軸と縦回転軸のＢ軸との３軸制御して、短時間に超精密なバイトの芯だしを可能とする。
【０００６】
【実施例】
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１及び２は本発明方法が実行される旋削装置を示す。図１において、２６はベッドであり、このベッド２６上に主軸テーブル１が主軸テーブル送り用サーボモータ２によってＺ軸方向に進退移動可能に載置され、この主軸テーブル１上に主軸台３が固設されている。前記主軸台３にはＺ軸方向に主軸４が回転可能に軸承され、その先端にはワーク１１が取り付けられる。
【０００７】
前記主軸台３の側部にはＺ軸方向に顕微鏡２３と、この顕微鏡２３で拡大した映像を受像機２５に像映するテレビカメラ２４がブラケット２２を介して固定されている。
【０００８】
前記顕微鏡２３の前方のベッド２６上にはスライドテーブル６がスライドテーブル送り用サーボモータ７によって前記主軸テーブル１の進退移動方向であるＺ軸方向と直交するＸ軸方向に進退移動可能に載置され、このスライドテーブル６には図２でも示すように、回転テーブル８が縦軸回転中心Ｂ軸（以下単にＢ軸という）周りに回転可能に設けられている。
【０００９】
図１及び図２で示すように、回転テーブル８上にＢ軸と直交するＡ軸方向に進退移動する第１調整台１７と、この第１調整台１７上で前記Ｂ軸とＡ軸と直交するＣ軸方向に進退移動する第２調整台１９と、この第２調整台１９上でＢ軸と平行なＤ軸方向に上下動する第３調整台２１が設けられ、前記最上段の第３調整台２１上に刃物台９が固定している。前記第１〜３調整台１７，１９，２１の進退移動は微細な移動調整であり、そのために、それぞれマイクロメータヘッド１６，１８，２０の操作機構が設けられている。
【００１０】
詳細に説明すると、各調整台１７，１９，２１は固定側とＡ軸，Ｄ軸あるいはＣ軸方向に移動する可動側を有し、各可動側にストッパ１６ａ，１８ａ，２０ａが固定され、各固定側にマイクロメータヘッド１６，１８，２０が取り付けられている。マイクロメータヘッド１６，１８，２０のシンプル１６ｂ，１８ｂ，２０ｂを回すと、スピンドル１６ｃ，１８ｃ，２０ｃが前進し、各可動側が微小移動する。可動側がどれだけ移動したかは、シンプル１６ｂ，１８ｂ，２０ｂの目盛りで読み取れる。
【００１１】
上記主軸テーブル１，スライドテーブル６，回転テーブル８の駆動制御装置を図１で説明する。３２は数値制御装置であり、操作盤３３と測定プログラム並びに加工プログラムを記憶したメモリ３４とが接続されている。前記数値制御装置３２と主軸テーブル送り用サーボモータ２とが駆動回路３５を介して接続され、数値制御装置３２とスライドテーブル送り用サーボモータ７とが駆動回路３６を介して接続され、数値制御装置３２と回転テーブル８の回転用サーボモータとが駆動回路３７を介して接続され、主軸テーブル１及びスライドテーブル６にミラー３０ａ，３０ｂを固定し、ベッド２６等の固定部に前記ミラー３０ａ，３０と対面するレーザ干渉側長器３１ａ，３１ｂが固設され、主軸台３及びスライドテーブル６の移動量を数値制御装置３２に入力し、主軸テーブル１及びスライドテーブル６の送りをフィードバック制御するよう構成されている。
【００１２】
前記操作盤３３には、Ｘ軸手動ボタン３３ａ、Ｚ軸手動ボタン３３ｂ，Ｂ軸手動ボタン３３ｃ，測定プログラム実行ボタン３３ｄ，加工プログラム実行ボタン３３ｅが配設されている。
【００１３】
上記のような構成の旋削装置によって本発明方法が実行される。以下その方法について、図３，図４及び図５を加えて説明する。
【００１４】
旋削装置とは別の場所に設置されている測定器によりバイト１０の刃先の曲率半径Ｒ（以下単に曲率半径Ｒという）を測定する（図５のステップ４３）。この曲率半径Ｒの測定は、図略のＲ測定器によって刃物台９に装着するバイト１０の刃先に接触子を接触させて、電気的に測定する。この曲率半径Ｒを測定したバイト１０を刃物台９に装着する（ステップ４４）。
【００１５】
その後、測定プログラムによって図４で示すように、スライドテーブル６をＸ＝Ｘ１へ移動させ（ステップ４０）、主軸テーブル１をＺ＝Ｚ１へ移動し（ステップ４１）、さらに、回転テーブル８をＢ＝Ｂ１へ割り出す（ステップ４２）動作を行う。これにより、第１調整台１７の移動方向がスライドテーブル６の移動方向と同方向となり、刃物台９は顕微鏡２３に対応する所定の位置に位置決めされる。回転テーブルの縦軸回転中心Ｂ軸と顕微鏡中心とが一致するようバイト１０を顕微鏡２３による測定位置に移動し（ステップ４５）、第１調整台１７，第３調整台２１によってバイト１０の先端と顕微鏡２３の中心とを一致させる（ステップ４６）。
【００１６】
次に曲率半径Ｒだけスライドテーブル６を後退移動させ（ステップ４７）、このスライドテーブル６の後退移動による−Ｒだけバイト１０を第１調整台１７により前進移動（ステップ４８）してＢ軸中心と曲率半径Ｒ中心の前後位置を一致させる。
【００１７】
そして、回転テーブル８を所要の角度θだけ回転する（ステップ４９）。この回転テーブル８の回転角度θは、顕微鏡２３がバイト１０の刃先を観察する範囲であり、１５°〜３０°の範囲である。この角度範囲であれば、バイト１０の刃先は顕微鏡２３の視野範囲内にある。この回転テーブル８を回転した後に顕微鏡２３の目盛り２５ａを読み取る（ステップ５０）。このとき、Ｂ軸中心と曲率半径Ｒ中心の左右位置が一致していれば、顕微鏡２３で観察し、テレビカメラ２４を介して受像機２５に拡大像映されているバイト１０の刃先位置は移動せず、図３の顕微鏡２３の目盛りの０点に位置している。
【００１８】
しかし、Ｂ軸中心と曲率半径Ｒ中心の左右位置が図３で示すように、Ｃ軸方向に△ｘだけずれていると、バイト１０の刃先位置は△ｘｓｉｎθだけ前後にずれてテレビカメラ２４を介して受像機２５に拡大像映される目盛り２５ａで読み取る。
【００１９】
そこで、このバイト１０のずれ量△ｘを算出し（ステップ５１）、このずれ量△ｘだけシンプル１８ｂを回して第２調整台１９を移動し（ステップ５２）、曲率半径Ｒだけ第１調整台１７を移動させ（ステップ５３）、さらに、−Ｒだけスライドテーブル６を移動する（ステップ５４）。これによって、Ｂ軸中心とバイト１０の刃先が一致した状態にセットされる。
【００２０】
上記の動作により、刃物台９に装着されたバイト１０は回転テーブル８の回転にもかかわらず、主軸４に取り付けられているワーク１１に対して、そのバイト刃先の１点が作用する超精密なセット（芯だし）が短時間で得られる。このバイト１０のセット（芯だし）後には、回転テーブル８を前記所定角度θだけ戻し回転してバイト１０の軸線を主軸４の軸線と一致させ、加工プログラム実行ボタン３３ｅを押してワーク１１の加工を行う。
【００２１】
尚、上述した実施例は、主軸台３をＺ軸方向、回転テーブル８をＸ軸方向に動かす例について述べたが、回転テーブル８をＺ軸方向、主軸台３をＸ軸方向に動かしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明方法によると、ワークの加工面を常にバイト刃先の１点が作用するように加工する旋削装置におけるバイトのセット（芯だし）をワークを主軸台に取り付けた状態で、刃物台に装着したバイトの刃先位置を顕微鏡によりテレビカメラを介して受像機に拡大像映し、調整台により刃物台をＢ軸と平行な上下方向とＢ軸と直交する２軸方向に動かして、短時間に超精密に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法が実行される旋削装置の平面図
【図２】刃物台部分の詳細を示す側面図
【図３】本発明方法の説明図
【図４】本発明方法の測定前段階の位置決め動作のフローチャート
【図５】本発明方法に係わるバイトのセット（芯だし）動作のフローチャート
【符号の説明】
１        主軸テーブル
６        スライドテーブル
８        回転テーブル
９        刃物台
１０      バイト
１７      第１調整台
１９      第２調整台
２１      第３調整台
Ｂ        回転テーブルの縦軸回転中心
Ｒ        バイト刃先の曲面半径
△ｘ      バイト刃先のずれ量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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