(57)【要約】【課題】切削工具の刃部を研磨する研磨機構をもった加工装置にあって、人手を要することなく切削工具の刃部と研磨機構との位置関係を設定して刃部を研磨すること。【解決手段】加工装置１は、下記機構を保持するベースプレート１０と、被削材２を保持する被削材保持機構３０と、被削材２を切削するための切削工具３を保持する切削工具保持機構２０と、切削工具３の刃部３ａを研磨する研磨機構４０と、切削工具保持機構２０を移動させる移動機構５０と、切削工具保持機構２０により保持された切削工具３の刃部３ａのベースプレート１０上の位置を検出するための検出機構６０とを具備し、検出機構６０により検出された刃部３ａの位置に基づき移動機構５０を制御して、研磨機構４０により刃部３ａを研磨する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースプレートと、
前記ベースプレート上に配置され、被削材を保持する被削材保持機構と、
前記ベースプレート上に配置され、前記被削材保持機構により保持された被削材を切削するための切削工具を保持する切削工具保持機構と、
前記ベースプレート上に配置され、前記切削工具保持機構により保持された切削工具の刃部を研磨する研磨機構と、
前記ベースプレート上で前記切削工具保持機構を移動させる移動機構と、
前記切削工具保持機構により保持された切削工具の刃部の前記ベースプレート上の位置を検出するための検出機構と、
前記検出機構により検出された刃部の位置に基づき前記移動機構を制御して、前記研磨機構により前記刃部を研磨する制御部と
を具備する加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載の加工装置であって、
前記被削材保持機構は、駆動部により回転駆動され、前記被削材を保持するチャックであり、
前記切削工具保持機構により保持される切削工具は、バイトであり、
前記移動機構は、前記ベースプレート上のＸ及びＹ方向に前記切削工具保持機構を移動させるものであり、
前記検出機構は、前記バイトの刃部の、前記ベースプレート上のＸ及びＹ方向における位置を検出するものである
加工装置。
【請求項３】
請求項２に記載の加工装置であって、
前記検出機構は、前記ベースプレート上に配置され、前記刃部の当接により前記バイトの刃部の、前記ベースプレート上のＸ及びＹ方向における位置を検出するタッチセンサを有する
加工装置。
【請求項４】
請求項３に記載の加工装置であって、
前記研磨機構及び前記タッチセンサを搭載する研磨機構・タッチセンサ搭載プレートを有する
加工装置。
【請求項５】
請求項１に記載の加工装置であって、
前記被削材保持機構は、前記被削材を上面に保持し、前記保持した被削材をＸ及びＹ方向に移動させるＸＹテーブルであり、
前記切削工具は、エンドミルであり、
前記切削工具保持機構は、駆動部により回転駆動され、前記エンドミルを保持する主軸であり、
前記移動機構は、前記ベースプレート上のＸ及びＺ方向に前記切削工具保持機構を移動させるものであり、
前記検出機構は、前記エンドミルの刃部の先端の、前記ベースプレート上のＺ方向における位置及び前記エンドミルの刃部の回転中心の、前記ベースプレート上のＸ方向における位置を検出するものである
加工装置。
【請求項６】
請求項５に記載の加工装置であって、
前記検出機構は、前記エンドミルによるレーザ光の遮断の検出によって前記位置を検出するレーザ式の測定器を有する
加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋盤などの加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
旋盤で用いられるバイトは、使用によって刃部が摩耗し、切れ味や面粗度が悪くなる。従来から、バイトの刃部がある程度摩耗すると、刃物台からバイトを取り外し、グラインダなどでバイトの刃部を研いでいる（特許文献１参照）。
【０００３】
本発明者らは、エンドミルを用いて被削材を加工する加工装置にあって、エンドミルの刃部を研磨する機構を加工装置に組み込んだ技術を開発した（特許文献２参照）。この技術により、加工装置の主軸にエンドミルを装着したまま刃部の研磨が可能となった。これにより、主軸からエンドミルを外して研磨し、その後主軸にエンドミルを取り付けて軸芯出しをする必要がなくなり、加工精度を高め、かつ、生産性の向上を図ることが可能となった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−０５８３７８号公報（段落[００１２]）
【特許文献２】ＷＯ２０１６／０３９４８０Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
加工装置の保持機構にバイトやエンドミルを最初に取り付けた後、バイトやエンドミルの刃部とその刃部を研磨する研磨機構の砥石の回転中心との位置関係を精密に設定する作業が必要である。
【０００６】
また最近では、製品の小型軽量化に伴い、その構成部品も小さく薄くなる一方でその分材料の強度を上げることへの要求も強く、難削材が多く使用されるようになってきた。そのため、バイトやエンドミルを使った加工装置では、バイトやエンドエンドミルの刃部の摩耗が激しくなってきている。本発明者らが開発した加工装置においては、バイトやエンドエンドミルの刃部が使用によって大きく摩耗すると、刃部と砥石の回転中心との位置関係がずれてしまい、砥石よる刃部の研磨を正確に行えない、という新たな課題が生じた。そのため、刃部と砥石の回転中心との位置関係を人手によって再設定することが考えられるが、それでは生産性の向上を阻害する。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、切削工具の刃部を研磨する研磨機構をもった加工装置にあって、人手を要することなく切削工具の刃部と研磨機構との位置関係を設定して刃部を研磨することができる加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るベースプレートと、前記ベースプレート上に配置され、被削材を保持する被削材保持機構と、前記ベースプレート上に配置され、前記被削材保持機構により保持された被削材を切削するための切削工具を保持する切削工具保持機構と、前記ベースプレート上に配置され、前記切削工具保持機構により保持された切削工具の刃部を研磨する研磨機構と、前記ベースプレート上で前記切削工具保持機構を移動させる移動機構と、前記切削工具保持機構により保持された切削工具の刃部の前記ベースプレート上の位置を検出するための検出機構と、前記検出機構により検出された刃部の位置に基づき前記移動機構を制御して、前記研磨機構により前記刃部を研磨する制御部とを具備する。
【０００９】
本発明では、検出機構が切削工具保持機構により保持された切削工具の刃部のベースプレート上の位置を検出する。制御部はこの検出位置に基づき移動機構を制御して、研磨機構により刃部を研磨している。従って、人手を要することなく切削工具の刃部と研磨機構との位置関係を設定して刃部を研磨することができる。
【００１０】
本発明の一形態に係る加工装置では、前記被削材保持機構は、駆動部により回転駆動され、前記被削材を保持するチャックであり、前記切削工具保持機構により保持される切削工具は、バイトであり、前記移動機構は、前記ベースプレート上のＸ及びＹ方向に前記切削工具保持機構を移動させるものであり、前記検出機構は、前記バイトの刃部の、前記ベースプレート上のＸ及びＹ方向における位置を検出するものである。
【００１１】
本発明の一形態に係る加工装置では、前記検出機構は、前記ベースプレート上に配置され、前記刃部の当接により前記バイトの刃部の、前記ベースプレート上のＸ及びＹ方向における位置を検出するタッチセンサ等のバイトの刃部を検出できるセンサを有する。
【００１２】
本発明の一形態に係る加工装置では、前記研磨機構及び前記タッチセンサ等を搭載する研磨機構・タッチセンサ搭載プレートを有する。これにより、加工装置上での研磨機構とタッチセンサ等のセンサとの間の位置決めは不要となる。
【００１３】
本発明の一形態に係る加工装置では、前記被削材保持機構は、前記被削材を上面に保持し、前記保持した被削材をＸ及びＹ方向に移動させるＸＹテーブルであり、前記切削工具は、エンドミルであり、前記切削工具保持機構は、駆動部により回転駆動され、前記エンドミルを保持する主軸であり、前記移動機構は、前記ベースプレート上のＸ及びＺ方向に前記切削工具保持機構を移動させるものであり、前記検出機構は、前記エンドミルの刃部の先端の、前記ベースプレート上のＺ方向における位置及び前記エンドミルの刃部の回転中心の、前記ベースプレート上のＸ方向における位置を検出するものである。
【００１４】
本発明の一形態に係る加工装置では、前記検出機構は、前記エンドミルによるレーザ光の遮断の検出によって前記位置を検出するレーザ式の測定器を有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、切削工具の刃部を研磨する研磨機構をもった加工装置にあって、人手を要することなく切削工具の刃部と研磨機構との位置関係を設定して刃部を研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る加工装置を示す上面図である。
【図２】図１に示した加工装置の概略的な側面図である。
【図３】図１に示した加工装置における切削工具保持機構の概略的な斜視図である。
【図４】同実施形態に係る加工装置における制御系のブロック図である。
【図５】同実施形態に係る加工装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る加工装置の構成概略図である。
【図７】同実施形態におけるエンドミルの先端のベースプレート上におけるＺ方向の位置を計測する動作を説明するための一部側面図である。
【図８】同実施形態におけるエンドミルの中心軸のベースプレート上におけるＸ方向の位置を計測する動作を説明するための一部上面図である。
【図９】同実施形態に係る刃部の拡大図である。
【図１０】同実施形態に係る刃部の拡大図である。
【図１１】同実施形態に係る刃部の拡大図である。
【図１２】同実施形態に係る加工装置を上面側から見た模式図である。
【図１３】同実施形態に係る刃部の研磨方法を示す図である。
【図１４】同実施形態の加工装置の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る加工装置を示す上面図である。図２は、この加工装置の側面図である。
【００１９】
これらの図に示すように、この実施形態に係る加工装置１は、切削加工により外丸削り、中ぐり、穴あけ、ねじ切り、突切り等の加工を行う旋盤である。
【００２０】
加工装置１は、ベースプレート１０上に、被削材保持機構２０、切削工具保持機構３０、研磨機構４０、移動機構５０及び検出機構６０を搭載して構成される。
【００２１】
被削材保持機構２０は、例えばベースプレート１０の上面の一方側に配置され、典型的には金属製の棒状部材などの被削材２を保持するチャック２１を有する。チャック２１は、モータ２２によって回転駆動される。チャック２１の軸とモータ２２の軸とは、例えば無端ベルト（図示を省略）によって掛け渡されている。この実施形態では、図示を省略した無端ベルトはカバー部材２３により覆われている。
【００２２】
切削工具保持機構３０は、図３にも示すように、典型的にはバイト３を保持する上テーブル３１を有する。この実施形態では、上テーブル３１は、３本のバイト３を保持する。ただし、切削工具保持機構３０は、１つのバイトを保持するものであってもよく、また２ほんのバイト又は４本以上のバイトを保持するものであってもよい。この実施形態では、上テーブル３１により保持された３本のバイト３の種類は、それぞれ異なるが、同じ種類であってもよい。バイト３の形式としては、完成バイトや超硬チップ型バイトなど、バイト３の種類としては、突っ切りバイト、中繰りバイト、ヘールバイト、剣バイト、片刃バイトなどがある。バイトの加工サイズ（刃先サイズ）としては、典型的には最大２０ｍｍ×２０ｍｍ程度である。上テーブル３１により保持された３本のバイト３のそれぞれの刃部３ａは、典型的には同一の方向、具体的には研磨機構４０側を向いている。上テーブル３１上には、例えば図３に示すように、３つのコの字状のバイト保持部材３２が並列となるように固定されている。各バイト保持部材３２の内側にバイト３が挿入される。複数のボルト３３が各バイト保持部材３２の上部よりバイト保持部材３２の内側に挿入されたバイト３を締結する。
【００２３】
研磨機構４０は、研磨機構・タッチセンサ搭載プレートとしてのブラケットプレート４１と、工具研磨スピンドル４２とを有する。
【００２４】
ブラケットプレート４１は、ベースプレート１０上の所定の位置に取り付けられている。ブラケットプレート４１上には、工具研磨スピンドル４２、後述するＸ方向タッチセンサ６１及びＹ方向タッチセンサ６２が搭載される。
【００２５】
なお、この実施形態におけるＸ方向とは、チャック２１が保持する被削材２の回転軸方向と直交する方向であり、Ｙ方向とはチャック２１が保持する被削材２の回転軸方向である。
【００２６】
ブラケットプレート４１上において、工具研磨スピンドル４２の中心位置とＸ方向タッチセンサ６１のセンシング位置とＹ方向タッチセンサ６２のセンシング位置との関係（ＸＹ方向）は予め決められている。ブラケットプレート４１をベースプレート１０上の所定の位置に取り付けると、ベースプレート１０上（ＸＹ方向）における工具研磨スピンドル４２の中心位置、Ｘ方向タッチセンサ６１のセンシング位置及びＹ方向タッチセンサ６２のセンシング位置は既知となる。
【００２７】
工具研磨スピンドル４２は、図示を省略したモータによって回転駆動される。工具研磨スピンドル４２には、バイト３の刃部３ａを研磨するための円筒状の砥石４３が取り付けられている。
【００２８】
移動機構５０は、ベースプレート１０上のＸ及びＹ方向に切削工具保持機構３０つまりバイト３を移動させるものであり、Ｘ方向アクチュエータ５１と、下テーブル５２と、Ｙ方向アクチュエータ５３と、一対のリニアガイド５４、５５とを有する。
【００２９】
Ｘ方向アクチュエータ５１には、上テーブル３１が搭載され、Ｘ方向アクチュエータ５１は、上テーブル３１をＸ方向に移動させる。
【００３０】
下テーブル５２上には、Ｘ方向アクチュエータ５１が取り付けられている。
【００３１】
Ｙ方向アクチュエータ５３には、下テーブル５２が搭載され、Ｙ方向アクチュエータ５３は、下テーブル５２をＹ方向に移動させる。
【００３２】
一対のリニアガイド５４、５５は、下テーブル５２をＹ方向に案内する。
【００３３】
検出機構６０は、切削工具保持機構３０により保持されたバイト３の刃部３ａのベースプレート１０上の位置（ＸＹ方向）を検出するための機構であり、Ｘ方向タッチセンサ６１及びＹ方向タッチセンサ６２を備える。上記のようにＸ方向タッチセンサ６１及びＹ方向タッチセンサ６２は、工具研磨スピンドル４２と共にブラケットプレート４１上に搭載される。ブラケットプレート４１は、研削時にバイト３との干渉を避けるために、Ｙ方向移動機構４４によってＹ方向に移動されるように構成される。
【００３４】
Ｘ方向タッチセンサ６１は、バイト３の刃部３ａのベースプレート１０上におけるＸ方向の位置を検出するセンサである。Ｘ方向タッチセンサ６１は、バイト３の刃部３ａの当該センサへの接触・非接触によって位置を検出する。
【００３５】
Ｙ方向タッチセンサ６２は、バイト３の刃部３ａのベースプレート１０上におけるＹ方向の位置を検出するセンサである。Ｙ方向タッチセンサ６２は、同様にバイト３の刃部３ａの当該センサへの接触・非接触によって位置を検出する。
【００３６】
このように検出機構６０にタッチセンサを採用することで、検出の確実性の向上及びコストの低減を図ることができる。ただし、本発明では、検出機構として非接触高感度検出のレーザ方式のセンサやショックモニタ（モータ電力検出式センサ）等を用いることができる。
【００３７】
図４は、この加工装置１における制御系のブロック図である。
【００３８】
同図に示すように、制御部７０は、加工装置１全体を統括的に制御する。
【００３９】
典型的には、制御部７０は、被削材保持機構２０により保持された被削材２の切削加工の動作を制御する。制御部７０は、モータ２２の回転駆動を制御し、また検出機構６０により検出されたバイト３の刃部３ａの位置に基づきバイト３の移動位置を制御することで、チャック２１により保持された被削材２をバイト３によって所望の形状に切削加工する。
【００４０】
なお、この実施形態では、被削材２のチャック２１への着脱は手動で行っているが、被削材２のチャック２１への着脱を自動化してもよい。例えば、チャック２１に被削材２を搬送する搬送機構と、チャック２１の開け閉めを実行する開閉機構とを有し、制御部７０がこれらの動作を制御することで、自動化を実現することができる。
【００４１】
この実施形態では、制御部７０は、検出機構６０により検出されたバイト３の刃部３ａの位置に基づき研磨機構４０及び移動機構５０を制御して、研磨機構４０によりバイト３の刃部３ａを研磨する。
【００４２】
図５はこのように構成された加工装置１の動作を示すフローチャートである。なお、以下の説明では、理解を容易にするために３本のうち１本のバイト３に対する動作を説明している。
【００４３】
制御部７０は、チャック２１に被削材２が取り付けられ、所定の命令が入力されると（ステップ５０１）、移動機構５０を制御して、初期設定されたＸ方向タッチセンサ６１の位置に向けてバイト３の刃部３ａを移動させる（ステップ５０２）。制御部７０は、バイト３の刃部３ａが初期設定されたＸ方向タッチセンサ６１の位置に近づくと（ステップ５０３）、移動速度を減速させ（ステップ５０４）、その後Ｘ方向タッチセンサ６１からバイト３の刃部３ａの接触の検出信号を受けると（ステップ５０５）、バイト３の刃部３ａの移動を停止し（ステップ５０６）、そのＸ方向の位置を記憶する（ステップ５０７）。
【００４４】
次に、制御部７０は、移動機構５０を制御して、初期設定されたＹ方向タッチセンサ６２の位置に向けてバイト３の刃部３ａを移動させる（ステップ５０８）。制御部７０は、バイト３の刃部３ａが初期設定されたＹ方向タッチセンサ６２の位置に近づくと（ステップ５０９）、移動速度を減速させ（ステップ５１０）、その後Ｙ方向タッチセンサ６２からバイト３の刃部３ａの接触の検出信号を受けると（ステップ５１１）、バイト３の刃部３ａの移動を停止し（ステップ５１２）、そのＹ方向の位置を記憶する（ステップ５１３）。
【００４５】
以上の動作により、バイト３の刃部３ａのベースプレート１０上におけるＸ方向及びＹ方向の位置が検出される。
【００４６】
この実施形態に係る加工装置１では、ベースプレート１０上に予め機械原点（０，０）が設定されており、バイト３の刃部３ａのベースプレート１０上におけるＸ方向及びＹ方向の位置とは、この機械原点（０，０）に対応する位置（ｘ１，ｙ１）である。
【００４７】
ここで、機械原点（０，０）に対するチャック２１の位置（ｘ２，ｙ２）は予め設定されており、また機械原点（０，０）に対するブラケットプレート４１の位置、すなわち工具研磨スピンドル４２の位置（ｘ３，ｙ３）、Ｘ方向タッチセンサ６１の位置（ｘ４，ｙ４）及びＹ方向タッチセンサ６２の位置（ｘ５，ｙ５）も予め設定されている。
【００４８】
従って、バイト３の刃部３ａのベースプレート１０上におけるＸ方向及びＹ方向の位置（ｘ１，ｙ１）を検出することで、バイト３の刃部３ａの位置（ｘ１，ｙ１）とチャック２１の位置（ｘ２，ｙ２）との関係及びバイト３の刃部３ａの位置（ｘ１，ｙ１）と工具研磨スピンドル４２のセンタ位置（ｘ３，ｙ３）との関係が既知となる。
【００４９】
制御部７０は、研削工程（ステップ５１４）では、バイト３の刃部３ａのベースプレート１０上におけるＸ方向及びＹ方向の位置（ｘ１，ｙ１）に基づきチャック２１の位置（ｘ２，ｙ２）を算出し（ステップ５１５）、算出結果に基づき移動機構５０を制御して、被削材２を研削する（ステップ５１６）。
【００５０】
この後、制御部７０は、研削工程における所定のタイミングで（ステップ５１７）バイト３の刃部３ａのベースプレート１０上におけるＸ方向及びＹ方向の位置（ｘ１，ｙ１）を検出し、研磨工程に入る（ステップ５１４）。ここで、所定のタイミングとは、典型的には被削材２の研削時間を計測しておき、その研削時間が所定の時間ｔに達したときである。
【００５１】
つまり、制御部７０は、ステップ５０２に戻り、初期設定されたＸ方向タッチセンサ６１の位置に向けてバイト３の刃部３ａを移動させる（ステップ５０２）。制御部７０は、バイト３の刃部３ａが初期設定されたＸ方向タッチセンサ６１の位置に近づくと（ステップ５０３）、移動速度を減速させ（ステップ５０４）、その後Ｘ方向タッチセンサ６１からバイト３の刃部３ａの接触の検出信号を受けると（ステップ５０５）、バイト３の刃部３ａの移動を停止し（ステップ５０６）、そのＸ方向の位置を記憶する（ステップ５０７）。
【００５２】
次に、制御部７０は、移動機構５０を制御して、初期設定されたＹ方向タッチセンサ６２の位置に向けてバイト３の刃部３ａを移動させる（ステップ５０８）。制御部７０は、バイト３の刃部３ａが初期設定されたＹ方向タッチセンサ６２の位置に近づくと（ステップ５０９）、移動速度を減速させ（ステップ５１０）、その後Ｙ方向タッチセンサ６２からバイト３の刃部３ａの接触の検出信号を受けると（ステップ５１１）、バイト３の刃部３ａの移動を停止し（ステップ５１２）、そのＹ方向の位置を記憶する（ステップ５１３）。
【００５３】
以上の動作により、使用により消耗したバイト３の刃部３ａのベースプレート１０上におけるＸ方向及びＹ方向の位置が検出される。
【００５４】
この検出されたバイト３の刃部３ａの位置（ｘ１，ｙ１）と工具研磨スピンドル４２のセンタ位置（ｘ３，ｙ３）との関係、つまり刃部３ａを研磨する研磨機構４０の砥石４３の回転中心との位置関係が既知となる。砥石４３の直径も既知であるので、バイト３の刃部３ａの位置（ｘ１，ｙ１）と砥石４３の研磨表面との位置関係も既知となる。
【００５５】
制御部７０は、検出されたバイト３の刃部３ａのベースプレート１０上におけるＸ方向及びＹ方向の位置（ｘ１，ｙ１）に基づき砥石４３の研磨表面の位置を算出し（ステップ５１８）、算出結果に基づき移動機構５０を制御して、バイト３の刃部３ａを研磨する（ステップ５１９）。
【００５６】
この実施形態に係る加工装置１では、以上のバイト３の研磨工程を予め設定された回数実行し、処理を終了する。従って、この加工装置１では、刃部３ａの位置とこれを研磨する研磨機構４０との位置関係の設定作業を、人手を要することなく行うことができる。
【００５７】
ここで、この実施形態では、バイト３の種類に応じて研磨のパターンが設定されている。
【００５８】
例えば、バイト３が突っ切りバイトの場合には、バイト３をＹ軸方向に直線状に移動させつつ砥石４３に当接させてバイト３の研磨面を研磨する。
【００５９】
バイト３がねじ切りバイトの場合には、バイト３をＸ軸に対して反時計方向に３０°傾いた方向に直線状に移動させつつ砥石４３に当接させてバイト３の第１の研磨面を研磨し、次にバイト３をＸ軸に対して時計方向に３０°傾いた方向に直線状に移動させつつ砥石４３に当接させてバイト３の第２の研磨面を研磨する。
【００６０】
バイト３が片刃バイトの場合には、バイト３をＸ軸に対してバイト先端の傾き分、例えば時計方向に８°傾いた方向に直線状に移動させつつ砥石４３に当接させてバイト３の第１の研磨面を研磨し、次にバイト３をＹ軸方向に対して直線状に移動させつつ砥石４３に当接させてバイト３の第２の研磨面を研磨する。
【００６１】
このようにバイト３の種類に応じて研磨のパターンを設定することで、バイト３の種類に応じて最適な研磨を行うことができる。
【００６２】
また、この実施形態に係る加工装置１では、上記したように、Ｘ方向タッチセンサ６１、Ｙ方向タッチセンサ６２及び工具研磨スピンドル４２がブラケットプレート４１上に搭載されているので、加工装置１上での研磨機構４０とタッチセンサ６１、６２との間の位置決めは不要となる
【００６３】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係る加工装置の構成概略図である。図中、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、互いに直行する３軸である。
【００６４】
図６に示すように、加工装置１１０は、ベースプレート１０１、保持移動部１０２、主軸移動部１０３、主軸１２０、測定部１３０、研磨部１４０及び制御部１５０を有する。
【００６５】
ベースプレート１０１上には、保持移動部１０２、主軸移動部１０３、主軸１２０、測定部１３０及び研磨部１４０などが配置されている。
【００６６】
保持移動部１０２は、例えばＸ−Ｙテーブルにより構成され、被削材を上面に保持し、被削材をＸ及びＹ方向に移動させる。保持移動部１０２は、Ｘ及びＹ方向に加えて、Ｚ方向に保持した被削材を移動させるものであってもよい。
【００６７】
主軸移動部１０３は、主軸１２０を保持し、主軸１２０をＸ方向及びＺ方向に移動させるもので、コラム１０４、Ｘ方向誘導部材１０５及び可動スライダ１０６から構成される。コラム１０４は、ベースプレート１０１上に２つ配置され、これら２つのコラム１０４間でＸ方向誘導部材１０５を保持する。Ｘ方向誘導部材１０５は、可動スライダ１０６をＸ方向に移動可能に保持する。
【００６８】
可動スライダ１０６は、主軸１２０を保持しつつ、Ｘ方向誘導部材１０５上をＸ方向に移動し、主軸１２０をＺ方向に移動させる。可動スライダ１０６が主軸１２０を保持しつつ、Ｘ方向誘導部材１０５上をＸ方向に移動させることにより、主軸１２０を保持移動部１０２と測定部１３０及び研磨部１４０との間で移動させることができる。
【００６９】
主軸１２０は、スピンドル１２１及び工具ホルダー１２２を有する。
【００７０】
スピンドル１２１は、可動スライダ１０６に保持され、その下端で工具ホルダー１２２を保持する。工具ホルダー１２２は、エンドミル１２３を保持する。スピンドル１２１は、２枚刃、３枚刃、４枚刃などのエンドミル１２３を保持する工具ホルダー１２２を回転させる。
【００７１】
測定部１３０は、例えばレーザ光を使った非接触式の外径測定器により構成される。測定部１３０は、凹部１３１間に照射されたレーザ光Ｌにより、エンドミル１２３の先端のベースプレート１０１上におけるＺ方向の位置、エンドミル１２３の中心軸のベースプレート１０１上におけるＸ方向の位置を計測すると共に、エンドミル１２３の刃部１２４の摩耗状態を測定する。測定部１３０としては、接触式の測定器を用いても構わない。
【００７２】
研磨部１４０は、エンドミル１２３の刃部１２４を研磨するもので、円筒状の砥石１４１を回転するように構成される。円筒状の砥石１４１は、例えばＸ方向に平行な軸を回転軸として回転可能に構成される。砥石１４１の材質は、例えば一般鋼材、鋳鋼、ステンレス鋼及び炭素鋼等の金属からなるものであってもよく、耐火物及び石材等の非金属からなるものであってもよい。
【００７３】
制御部１５０は、例えばＰＣ（Personal Computer）により構成され、加工装置１１０全体の動作を統括的に制御する。
【００７４】
図７は、制御部１５０による制御の基でエンドミル１２３の先端のベースプレート１０１上におけるＺ方向の位置を計測する動作を説明するための側面図である。図８は、エンドミル１２３の中心軸のベースプレート１０１上におけるＸ方向の位置を計測する動作を説明するための上面図である。
【００７５】
まず、可動スライダ１０６をＸ方向に移動させることにより、主軸１２０に保持されたエンドミル１２３を測定部１３０上に移動させる。
【００７６】
図７（ａ）に示すように、主軸１２０の下端に保持されたエンドミル１２３の先端１２３ｅが測定部１３０の凹部１３１間に照射されたレーザ光Ｌの上方に位置したとき、Ｘ方向への移動を停止し、主軸１２０をＺ方向の下方に移動させる。
【００７７】
図７（ｂ）に示すように、エンドミル１２３の先端１２３ｅがレーザ光Ｌに触れたときに、移動を停止し、その位置をエンドミル１２３の先端１２３ｅのベースプレート１０１上におけるＺ方向の位置として記憶する。
【００７８】
次に、可動スライダ１０６をＸ方向及びＺ方向に移動させることにより、図８（ａ）に示すように、主軸１２０に保持されたエンドミル１２３を測定部１３０のＸ方向の一側でかつエンドミル１２３の先端１２３ｅがレーザ光Ｌより下方に位置するように移動させる。
【００７９】
図８（ｂ）に示すように、主軸１２０に保持されたエンドミル１２３を測定部１３０のＸ方向の一側から他側に移動させ、エンドミル１２３の側面１２３ｓ１がレーザ光Ｌに触れたときに、そのときのエンドミル１２３の中心軸１２３ｃの位置を第１の位置（ｘ１）として記憶する。
【００８０】
図８（ｃ）に示すように、主軸１２０に保持されたエンドミル１２３を測定部１３０のＸ方向の他側でかつエンドミル１２３の先端１２３ｅがレーザ光Ｌより下方に位置するように移動させる。
【００８１】
図８（ｄ）に示すように、主軸１２０に保持されたエンドミル１２３を測定部１３０のＸ方向の他側から一側に移動させ、エンドミル１２３の側面１２３ｓ２がレーザ光Ｌに触れたときに、そのときのエンドミル１２３の中心軸１２３ｃの位置を第２の位置（ｘ２）として記憶する。
【００８２】
制御部１５０は、記憶した第１の位置（ｘ１）及び第２の位置（ｘ２）に基づきエンドミル１２３の中心軸１２３ｃのベースプレート１０１上におけるＸ方向の位置（ｘ３＝（ｘ１＋ｘ２）／２）を算出する。
【００８３】
制御部１５０は、このようにした求めたエンドミル１２３の先端１２３ｅのベースプレート１０１上におけるＺ方向の位置及びエンドミル１２３の中心軸１２３ｃのベースプレート１０１上におけるＸ方向の位置に基づき第１の実施形態と同様に被削材の研削及びエンドミル１２３の刃部１２４の研磨を実行する。
【００８４】
従って、この加工装置１１０においても、刃部の位置とこれを研磨する研磨機構との位置関係の設定作業を、人手を要することなく行うことができる。
【００８５】
次に、エンドミル１２３の刃部１２４の研磨について詳細に説明する。
【００８６】
図９乃至図１１は、本実施形態に係る刃部１２４の拡大図である。図９は刃部１２４を一方向から見た図、図１０は刃部１２４を別方向から見た図であり、図１１は刃部１２４の刃先を拡大した図である。図１２は、加工装置１１０を上面側から見た模式図であり、図１３は、本実施形態に係る刃部１２４の研磨方法を示す図である。
【００８７】
刃部１２４は、図９乃至図１１に示すように、すくい面１２５（図９の左上がり斜線部）、外周刃１２６（図９の右上がり斜線部）、逃げ面１２７及び逃げ角θ１（外周第１逃げ角）を備える。刃部１２４は、逃げ面１２７を有することにより、図示しない被削材との摩擦が最小となるので、刃先を被削材内に自由に送り込むことができる。従って、被削材を効率的に切削することが可能となる。また、ユーザは、すくい面１２５又は外周刃１２６を研磨することにより、被削材を切削することによって摩耗した刃部１２４の切削力を取り戻すことができる。
【００８８】
本実施形態に係る研磨部１４０は、図１２に示すように、その長手方向がＸ方向又はＹ方向と平行に取り付けられる。そして、研磨部１４０の研磨面が主軸１２０によって保持されたエンドミル１２３の外周の接線に対して任意の角度θ２をもって、エンドミル１２３の刃部１２４に当接するように制御される。例えば、研磨部１４０における砥石１４１の砥面が、刃部１２４の逃げ面１２７と平行となるように、保持移動部１０２上に配置される。これにより、研磨部１４０は、エンドミル１２３が有する逃げ角θ１の角度に合せて主軸１２０の角度を制御し研磨を行う。つまり、本実施形態に係る刃部１２４の研磨は、図１３に示すように、砥石１４１が逃げ面１２７に沿って刃部１２４を研磨することとなる。逃げ面１２７は、図９乃至図１１に示すように、すくい面１２５及び外周刃１２６より面積が小さい。よって、すくい面１２５又は外周刃１２６を研磨するよりも、摩耗した刃部１２４の研磨代をきわめて少量に抑えつつ、エンドミル１２３の刃部１２４に新刃を形成することができる。従って、工具寿命を延長させることが可能となる。
【００８９】
本実施形態に係るエンドミル１２３の刃部１２４の形状は、図９及び図１０の構成に限定されるものではない。例えば、スケアエンドミルやラジアスエンドミル、ボールエンドミル等であってもよい。
【００９０】
エンドミル１２３の刃部１２４の刃数は、図１０に示すように、４枚刃に限定されるものではない。例えば、２枚刃、３枚刃及び６枚刃等であってもよい。エンドミル１２３の刃部１２４の刃数は被削材の硬度や切削量等に応じて選択すればよい。
【００９１】
次に、本実施形態に係る加工装置１１０の動作を図１４に示すフローチャートに基づき説明する。
【００９２】
ＮＣ動作（図１４、Ｓｔ２０）稼動中の所定のタイミングで、被削材を切削したことにより摩耗した刃部１２４の摩耗量が、測定部１３０により測定される（図１４、Ｓｔ１１）。測定部１３０では、摩耗した刃部１２４の特徴を分析し、摩耗量を測定するのに最適な測定点が抽出される。そして、測定点毎に測定値が設定される。次いで、刃部１２４を備えるエンドミル１２３が、初期位置（原点位置）に復帰する。
【００９３】
測定部１３０により、摩耗量を測定することで得られた測定値は、制御部１５０に供給される（図１４、Ｓｔ１２）。制御部１５０は、格納された研磨プログラムに基づき、供給された測定値から研磨代を算出する（図１４、Ｓｔ１３）。ここで、算出される研磨代は、エンドミル１２３の摩耗量に応じて、研磨部１４０により研磨される研磨代となる。
【００９４】
次に、制御部１５０は、算出した研磨代を研磨するための研磨指令を主軸１２０及び研磨部１４０に供給する（図１４、Ｓｔ１４）。主軸１２０は、供給された研磨指令に基づいて自動的に稼働し、研磨部１４０へ移動する。この際、制御部１５０は、エンドミル１２３の研磨面が逃げ面１２７となるように主軸１２０を制御する。研磨部１４０は、制御部１５０により砥石１４１の回転数が制御される。
【００９５】
ここで、主軸１２０に保持されたエンドミル１２３の刃部１２４が、研磨部１４０により自動的に研磨される（図１４、Ｓｔ１５）。この際、研磨代は、エンドミル１２３の刃部１２４の摩耗量に応じて、制御部１５０により制御された研磨代となる。
【００９６】
刃部１２４の研磨後は、主軸１２０が再び自動的に稼働し、測定部１３０へ移動する。ここで、研磨後の刃部１２４の径が測定部１３０により自動的に測定される（図１４、Ｓｔ１６）。
【００９７】
測定部１３０により、刃部１２４の径を測定することで得られた測定値は、制御部１５０に供給される（図１４、Ｓｔ１７）。制御部１５０は、格納された自動補正プログラム基づき、供給された測定値から主軸１２０のＮＣ（Numerical Control）動作を補正するための補正値を算出する（図１４、Ｓｔ１８）。ここで、算出される補正値とは、エンドミル１２３の刃部１２４の研磨代に応じて、算出されるものとなる。
【００９８】
次に、制御部１５０は、算出された補正値に基づいて補正されたＮＣ動作指令を主軸１２０に供給する（図１４、Ｓｔ１９）。主軸１２０は、供給されたＮＣ動作指令に基づいて稼働するものとなる（図１４、Ｓｔ２０）。そして、ＮＣ動作により、摩耗した刃部１２４は、測定部１３０により再び摩耗量が測定される。
【００９９】
このように本実施形態に係る加工装置１１０では、エンドミル１２３の刃部１２４の研磨を主軸１２０に保持したまま行うことができるので、研磨後にエンドミル１２３を主軸１２０に取り付けて軸芯出しをする工程が不要となる。加えて、エンドミル１２３の刃部１２４の摩耗量の測定及び研磨を、人手を介することなく行うことができるので、加工工程の途中でエンドミル１２３の刃部１２４の研磨工程を挟んでも加工装置の連続運転が可能である。従って、本実施形態に係る加工装置１１０によれば、加工精度を高め、かつ、生産性を向上させることができる。
【０１００】
また、上述に係る加工装置１１０によれば、エンドミル１２３の刃部１２４の研磨後のＮＣ動作は、研磨後のエンドミル１２３の刃部１２４の径に応じて補正された動作となる。つまり、研磨後のＮＣ動作は、研磨前のＮＣ動作と加工精度が異なるものとならないように補正されている。従って、エンドミル１２３の刃部１２４における研磨前の加工精度を研磨後においても維持することができる。
【０１０１】
本実施形態に係る加工装置１１０では、エンドミル１２３は被削材の加工中に摩耗していくが、摩耗が進行しないうちに再研磨することで、いつでも切れ味を保持することができ、研磨量が少なく高精度に仕上げることができる。通常は、摩耗が大きくなるところまで使用してしまうため、再研磨が数回程度である。しかしながら、本発明の加工装置１１０によれば、数百回程度の再研磨が可能となり、エンドミル１２３がきわめて長寿命となる。
【０１０２】
ここで、本実施形態に係る加工装置１１０では、研磨部１４０は、当該研磨部１４０の研磨面が、主軸１２０によって保持されたエンドミル１２３の外周の接線に対して任意の角度をもって、エンドミル１２３の刃部１２４に当接するように構成していたが、その場合には以下に示すプロセスとなる。なお、ここでは、工具の対象をフラットエンドミル、ラジアスエンドミル、ボールエンドミル、加工部位をエンドミルの側面、R面、底面とする。
【０１０３】
すなわち、測定部１３０において、まず工具（エンドミル）の選別を行い、次にその工具を測定する。工具選別では、フラットエンドミル、ラジアスエンドミル、ボールエンドミル、刃の枚数、刃のねじれ角、Rの測定を行うことで、工具を選別する。工具測定では、フラットエンドミルの場合には工具径及び工具長を、ラジアスエンドミルの場合にも工具径及び工具長を、ボールエンドミルの場合にも工具径及び工具長を、それぞれ計測する。
【０１０４】
次に、制御部１５０がこの計測値より工具研磨プログラムに変数を代入し、NCデータを固定サイクルで出力する。例えば、工具径（位置変数）、工具研磨刃先位置（位置変数）、工具研磨（位置変数）、ねじれ角（回転角変数）を固定サイクルプログラムに自動代入する。
【０１０５】
次に、工具の研磨プログラムを動作させる。例えば、研磨プログラムでは、工具径研磨（刃の枚数分研磨）、工具コーナーR研磨や底面研磨（ラジアスエンドミルの場合）、工具R研磨（ボールエンドミルの場合）を行う。
【０１０６】
次に、工具を測定する。すなわち、研磨後の寸法をチェックする。例えば、工具径研磨（刃の枚数分研磨）、工具コーナーR研磨や底面研磨（ラジアスエンドミルの場合）、工具R研磨（ボールエンドミルの場合）を行った後の寸法をチェックする。
【０１０７】
次に、フラットエンドミルとラジアスエンドミルについては、工具径補正と加工データを出力する。工具のオフセット、加工NCデータをもう一度出力する。
【０１０８】
上記実施形態では、以上の工具（エンドミル）の研磨に以上のステップを踏むが、本発明はこれに限定されず、研磨部１４０の研磨面が、主軸１２０によって保持されたエンドミル１２３の外周の接線に対して平行となるように、エンドミル１２３の刃部１２４に当接させて研磨をするように構成してもよく、その場合には、以下のプロセスの如く簡便化することが可能である。ここでは、工具の対象をフラットエンドミル、ラジアスエンドミル、ボールエンドミル、逃げ角を０°、加工部位をエンドミルの側面、R面、底面とする。
【０１０９】
すなわち、測定部１３０において、まず工具（エンドミル）の選別を行い、次にその工具を測定する。工具選別では、フラットエンドミル、ラジアスエンドミル、ボールエンドミルの測定を行うことで工具の選別を行う。すなわち、刃の枚数、刃のねじれ角、Rの測定は不要である。工具測定では、フラットエンドミルの場合には工具径及び工具長を、ラジアスエンドミルの場合にも工具径及び工具長を、ボールエンドミルの場合にも工具径及び工具長を、それぞれ計測する。
【０１１０】
次に、制御部１５０がこの計測値より工具研磨プログラムに変数を代入し、NCデータを固定サイクルで出力する。ここで、工具径（位置変数）、工具研磨刃先位置（位置変数）、工具研磨（位置変数）を固定サイクルプログラムに自動代入すればよく、ねじれ角（回転角変数）は不要である。
【０１１１】
次に、工具の研磨プログラムを動作させる。例えば、研磨プログラムでは、工具径研磨（刃の枚数分研磨）、工具コーナーR研磨や底面研磨（ラジアスエンドミルの場合）、工具R研磨（ボールエンドミルの場合）を行うが、この場合にはすべて連続回転状態で外形を研磨することができる。
【０１１２】
次に、工具径などを測定するのではなく、研磨後の追い込み量で工具径を自動算出する。すなわち、工具径は外形研磨量を自動オフセット計算する。工具コーナーRのZ方向研磨量を自動オフセット計算する（ラジアスエンドミルの場合）。工具Rの Z方向研磨量を自動オフセット計算する（ボールエンドミルの場合）。
【０１１３】
次に、フラットエンドミルとラジアスエンドミルについては、工具径補正と加工データを出力する。工具のオフセット、加工NCデータをもう一度出力するが、計算値で行うか、粗加工の場合にはそれ自体は不要である。
【０１１４】
以上ように、研磨部１４０の研磨面が、主軸１２０によって保持されたエンドミル１２３の外周の接線に対して平行となるように、エンドミル１２３の刃部１２４に当接させて研磨をするように構成することで、刃物の加工部はすべて工具を回転させながら研削を行うことができ、工具の研削量はエンドミルの切り込み量の合計数値を利用し、工具の径は計算で算出き、工具の測定は初めに1回のみでよく、さらに逃げの1番角は０°で加工できるという効果を奏する。
【０１１５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１１６】
１  加工装置
３  バイト（切削工具）
３ａ  刃部
１０  ベースプレート
２０  被削材保持機構
３０  切削工具保持機構
４０  研磨機構
４１  ブラケットプレート（研磨機構・タッチセンサ搭載プレート）
５０  移動機構
６０  検出機構
７０  制御部
１０２  保持移動部（被削材保持機構）
１０３  主軸移動部（移動機構）
１１０  加工装置
１２０  主軸（切削工具保持機構）
１２３  エンドミル（切削工具）
１２４  刃部
１３０  測定部（検出機構）
１４０  研磨部（研磨機構）
１５０  制御部
【図１】
2018122378.tif 000003
【図２】
2018122378.tif 000004
【図３】
2018122378.tif 000005
【図４】
2018122378.tif 000006
【図５】
2018122378.tif 000007
【図６】
2018122378.tif 000008
【図７】
2018122378.tif 000009
【図８】
2018122378.tif 000010
【図９】
2018122378.tif 000011
【図１０】
2018122378.tif 000012
【図１１】
2018122378.tif 000013
【図１２】
2018122378.tif 000014
【図１３】
2018122378.tif 000015
【図１４】
2018122378.tif 000016