(57)【要約】【課題】  寸法精度の優れる研削加工ワークを与える。【解決手段】          機上画像計測７，８システムおよびエアブロー機器６を備えたＮＣ研削装置１。【選択図】  図１
2011093004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機上画像計測システムおよびエアブロー機器を備えたＮＣ研削装置であって、前記機上画像計測システムはワークテーブル上に載置するワーク表面と砥石車が接する作業面の延長上に上下昇降可能にＣＤＤカメラと光源を相対向して設け、エアブロー機器のエアブローノズルは前記ワーク表面と砥石車が接する作業面に研削液を供給する研削液供給ノズルのＣＣＤカメラ側後方の位置であって前記作業面に空気を吹き付けることが可能な位置に設けられることを特徴とする、機上画像計測システムを備えたＮＣ研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削加工されたワークの寸法を測定できる機上画像計測システムを備えたＮＣ研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機上画像計測システムを備えたＮＣ研削装置を用いて研削加工されたワークの寸法を測定し、その研削加工ワークの寸法（３次元座標位置）を機上画像計測システムで測定し、予め定められた寸法内であるときは研削加工を終了とし、寸法外であるときは研削加工ワークの補正研削加工を再開して所望の寸法内の研削加工ワークに仕上げることは実施されている。
【０００３】
例えば、特開２００６−１１０６６１公報（特許文献１）は、株式会社ミツトヨの画像ユニットデータ処理ソフトＱＳＰＡＫ（商品名）を搭載したＮＣ研削装置に撮像装置を備えさせたＮＣ研削装置であって、その撮像装置として、左右方向（Ｘ軸方向）に移動可能なワークテーブル上に載置されたワークと、前後方向（Ｙ軸方向）に移動可能で、かつ、上下方向（Ｚ軸方向）に昇降可能に備えられた砥石頭に保持された砥石車の相対的な移動によりワークを削加工する研削装置の砥石頭近傍にＣＣＤカメラに結合するテレセントリック系光学レンズを内在させる筒を支持体に回動自在に据え付けたワークの撮像装置であって、該撮像装置は、撮像素子を備えるＣＣＤカメラに第２アダプタを介して顕微鏡レンズ筒、ボアスコープまたはファイバースコープを結合し、該顕微鏡レンズ筒、ボアスコープまたはファイバースコープに内在させるテレセントリック系光学レンズの光軸に沿う光を照射する照明機器および、前記顕微鏡レンズ筒、ボアスコープまたはファイバースコープの前部にプリズムを内部に固定する筒状アダプタを取り外し自在に備え、前記ＣＣＤカメラの撮像素子に結像された映像信号を画像処理装置を介して結合されたコンピュータの映像情報に変換する処理部に送信し、この処理部からの情報を映し出す表示器を備える研削装置用ワークの撮像装置を提案されている。この撮像装置を用い、測定された３次元寸法をワークの研削加工中にＥＸＣＥＬ表にして表示器画面に表示可能である。
【０００４】
また、特開２００５−１４４６００号公報（特許文献２）は、加工機の加工手段の側部に、前後動することにより計測位置と退避位置に移動自在とし、計測位置で上下動自在として設けられた被加工物（Ｗ）の被加工部（Ｗａ）の計測装置であって、前記被加工部（Ｗａ）の撮影手段（８）と同一軸上に取り付けられる拡大手段（９）を、一方は下方にプリズム（１０）を備えて被加工物Ｗの上下方向の被加工部（Ｗａ）を拡大するものとし、他方は被加工物（Ｗ）の水平方向の被加工部（Ｗａ）を拡大するものとしたことを特徴とする機上計測装置を提案する。
【０００５】
さらに、インターネット検索のユアサテクノ株式会社ホームページ（非特許文献１）には、機上計測装置ＭＯＭ−１（商品名）と搭載したＮＣプロファイル研削装置を紹介しており、プロファイル研削加工されたワークを測定し、次いで、補正加工できると記載している。この機上計測装置は、画面内（視野内）での計測のみでなく、プロファイル研削盤のテーブル（Ｘ・Ｙ移動テーブル）のカウンター値を計測ソフトに取り込み移動範囲全域の計測ができる。画像測定機用の計測ソフト（ＱＳＰＡＫ）は、あらゆる測定・幾何公差に対応可能であり、自動エッジ検出ツールにより、計測の個人誤差を軽減できる。豊富なマクロアイコンで簡単計測でき、画像保存機能を有し、測定演算結果の公差照合や項目ごとの各種統計処理が可能である。十字・円・矩形・角度のテンプレートを用意しており、投影機の比較測定のイメージで使用できる。ワーク設計時に作成したＣＡＤデータ（ＤＸＦ、ＩＧＥＳフォーマット）を前記計測ソフト（ＱＳＰＡＫ）にインポートすることで大幅な操作性の向上とパートプログラム作成の短縮が可能となるとともに、グラフィックデータを指定のＣＡＤ形式で出力できる。更に、ＱＳＰＡＫの測定結果をＣＡＤデータとして変換することも可能である。
【０００６】
特許第３７８６７５０号明細書（特許文献３）も、加工具或いはワークを載置するテーブルの少なくとも一方が往復運動し、同加工具を当接させてワークの加工を行う加工機に適用され、ワーク及び／又は加工具を撮像する撮像手段と、往復運動されるワーク及び／又は加工具が撮像手段の焦点レンジに入るタイミングを検出するタイミング検出手段と、同タイミング検出手段により検出されたタイミングで撮像手段からの画像を取り込む取込手段と、取り込まれた画像を保持する画像メモリと、同画像メモリに保持された画像を表示する表示手段を備えた撮像装置を提案する。
【０００７】
特開平４−９３１５０号公報（特許文献４）は、数値制御により高精度加工を行う工作機械であって、工作機械の工具部と同期して移動し非接触でワークの形状位置関係を自動認識計測する計測手段と、計測手段により自動計測を行う位置の基準寸法を指定する手段と、計測手段により得られる計測値と指定された基準寸法との差を算出する手段と、この算出結果に基づいて補正加工すべき方法および量を算出して自動的補正加工を行わせる手段を備えたＮＣ工作機械を提案する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１１０６６１号公報
【特許文献２】特開２００５−１４４６００号公報
【特許文献３】特許第３７８６７５０号明細書
【特許文献４】特開平４−９３１５０号公報
【非特許文献１】”ユアサテクノ株式会社／最新情報／ピックアップ製品情報−機上画像計測システムＭＯＭ−Ｐ“、〔平成２１年９月３日検索〕、インターネット<ＵＲＬ：>http://www.yuasa-techno.com/newstoku_products/details51.htmlkaihei
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
これら先行技術文献に開示される機上画像計測システムを備えたＮＣ工作機械装置を用いて機械加工（研削も含む）されたワークの寸法を測定し、その機械加工ワークの寸法が予め定められた寸法内であるときは機械加工を終了とし、寸法外であるときは正常の寸法となるまで補正機械加工を行う際、研削加工ワークに研削屑や砥粒等の異物が付着していないことがより精密な寸法測定を行うために必要とされる。
【００１０】
具体的には、３次元ＣＣＤカメラなどの光学的測定機器を用いるので、機械加工されたワーク表面に付着したゴミや加工屑、研削液（例えば水滴）などが測定精度を悪化させるおそれがある。測定精度の悪化のため、機械加工ワーク表面よりゴミや加工屑、研削液（例えば水滴）を取り除いた実際の寸法は所望する寸法公差（しきい値）内であるにも拘らずＣＲＴ画面表示された寸法は公差（しきい値）を超えた寸法であるがゆえ補正機械加工を開始して公差外の寸法までのワークに過大機械加工してしまうことがある。
【００１１】
本発明は、前記特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４に記載される機上画像計測システムを備えたＮＣ工作機械装置を用いて機械加工（研削も含む）されたワークの寸法を測定し、その機械加工ワークの寸法が予め定められた寸法内であるときは機械加工を終了とし、寸法外であるときは正常の寸法となるまで補正機械加工を行う方法において、ＮＣ研削装置に加工ワーク洗浄用のエアブロー機器を付加することにより、測定精度を向上させる機上画像計測システムを備えたＮＣ研削装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明は、機上画像計測システムおよびエアブロー機器を備えたＮＣ研削装置であって、前記機上画像計測システムはワークテーブル上に載置するワーク表面と砥石車が接する作業面の延長上に上下昇降可能にＣＤＤカメラと光源を相対向して設け、エアブロー機器のエアブローノズルは前記ワーク表面と砥石車が接する作業面に研削液を供給する研削液供給ノズルのＣＣＤカメラ側後方の位置であって前記作業面に空気を吹き付けることが可能な位置に設けられることを特徴とする、機上画像計測システムを備えたＮＣ研削装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
機上画像計測システムにより研削加工ワークを測定する前に、エアブローして研削加工ワーク表面に付着した水滴、研削屑、研削砥粒残滓を取り除くので精度の高い測定寸法の値が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１はＮＣ研削装置の要部を示す正面図である。
【図２】図２はＮＣ研削装置の数値制御装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図を用いて本発明をさらに詳細に説明する。図１に示すＮＣ研削装置は、ＮＣプロファイル成形研削装置１である。図１において、砥石頭２は、ツールテーブル上から起立して設けたコラムの前面に設けた砥石軸固定板に備えた砥石軸（図示されていない）にフランジで固定された砥石車３を備え、この砥石軸は駆動手段により上下（Ｙ軸方向）移動および前後（Ｚ軸方向）に移動可能になっている。この砥石車３の半径方向には、砥石保護カバー４右側面側に設けた研削液供給ノズル５があり、ワークと砥石車が接触する作業点に向けて研削液がポンプ駆動により供給される。その研削液供給ノズル５右側後方には空気供給ノズル６が設けられ、機上画像計測システムにより測定されるワークｗの測定個所に向けて空気が吹き付けられる構造となっている。この空気供給ノズル６は機上画像計測システムのＣＣＤカメラ７を下方に備える固定台９の左側面方向に設置されている。前記ＣＣＤカメラ７のレンズに対向してＣＣＤ光源８が設けられている。
【００１６】
ワークステージ３０は、左右方向に往復移動可能なワークテーブル３１上にＬ字型止め具３２で固定されたワークチャックテーブル（電磁チャックや永磁チャック）３３を備え、ワークｗは、このワークチャックテーブル３３上に固定できる。３５は３方向砥石車ドレッサである。
【００１７】
機上画像計測システムのＣＣＤカメラ７により撮像された画像は、砥石車３とワークｗとの接触画像を画像として数値制御装置の画像表示板（ディスプレイ）ＣＲＴに映し出される。また、画像測定機用の計測ソフトにより画像保存機能を有し、測定演算結果の公差照合や項目ごとの各種統計処理を行ってＣＲＴ表示器にそのイメージ画像を表示可能であり、また、研削加工部位置における公差をＣＲＴ表示器にＥＸＣＥＬ画面表示できる。
【００１８】
前記ワークテーブル３３の左右移動およびツールテーブルの前後移動および砥石軸の上下移動の駆動手段としてはリニアモータ駆動サーボモータを利用することもボールネジ駆動を利用することもできる。
【００１９】
図１に示されていないＸ（左右）軸リニアスケールセンサ、Ｙ（上下）軸リニアスケールセンサ、Ｚ（前後）軸リニアスケールセンサ、または変位センサより電気信号で送付されてきたワークの座標軸値は、研削加工されたワークの厚み演算の位置座標値として利用され、後述する公差メモリに記憶されていた公差値内であると判定されたら研削加工完了の指令が数値制御装置の出力部から発信され、研削加工は停止され、終了する。
【００２０】
図２に示す数値制御装置４０は、システムプログラムメモリ、研削加工プログラムメモリ、測定プログラムメモリ、補正研削加工プログラムメモリ、ワーク形状のＤＸＦデータメモリ、公差メモリ、入力判定部、砥石軸回転制御部、砥石軸上下移動制御装置、ツールテーブル前後移動制御装置、ワークテーブル左右移動駆動制御部、ドレッシング制御部、エアブロー制御部、機上画像計測管理部、画像検出部、研削加工プログラム終了判定部、公差（しきい値）管理部、画像処理制御部、ＣＡＤシステム、キーボードおよびＣＲＴ表示器などを有する。
【００２１】
図１および図２に示すＮＣ研削装置１を用い、ワークテーブル３１上の永磁チャック３３上面に被研削材（加工されるワーク）を載置する。数値制御装置４０のディスプレイＣＲＴ画面に表示される加工ソフト選択画面より目的の加工ソフト番号をキィーボード操作で選択する。ついで、ディスプレイＣＲＴ画面に表示される研削加工条件、例えば、砥石、ストローク幅、砥石速度、チルト角度、公差などをキィーボード操作で選択または入力する。ついでドレッシング条件画面を選択し、ドレッシング条件をキィーボード操作で選択または入力する。さらに、測定プログラミング画面でワークの測定上の基準測定位置等をＣＡＤデータもしくはＤＸＦファイルデータからマウスのクリック操作もしくはキィーボード操作で選択または入力する。
【００２２】
ついで、ワークｗの研削加工を開始し、研削加工が終了した時点で、研削加工ワーク表面にエアブロー機器のノズル６より１．１〜５．５ｋｇ／ｃｍ２の圧空を吹き付け、研削加工ワークに付着する研削屑や砥粒等の異物を吹き飛ばすとともに研削加工ワーク付着の水も吹き飛ばして乾燥させ、機上画像計測システムによる寸法測定を精度の高いものとする。
【００２３】
ワークの測定上の基準測定位置をティチングするとＤＸＦファイルから読み込まれたデータを元にしてエアブローや測定位置が自動的に作成される。公差は許容量で、ワークの最終形状寸法プラス／マイナス公差の値が研削加工されたワークの希望する形状寸法となるようプログラムを組む。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の機上画像計測システムを備えたＮＣ研削装置は、研削加工ワークの寸法精度のよいワークを与える。
【符号の説明】
【００２５】
１    ＮＣプロファイル研削装置
２    砥石頭
３    砥石車
４    砥石保護カバー
５    研削液供給ノズル
６    エアブロー機器
７    ＣＤＤカメラ
８    光源
３０  ワークステージ
３１  ワークテーブル
３３  電磁チャック
ｗ    ワーク
４０    数値制御装置
【図１】
2011093004.tif 000003
【図２】
2011093004.tif 000004