(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークが載置されるワークテーブルを有し、該ワークテーブルを回転駆動可能な回転テーブルと、
該回転テーブルの回転軸に対して直交する平面内に、９０°の周方向間隔で配設され、前記ワークが当接可能な当接部を備え、前記ワークの位置決めを行う２台のストッパ装置と、
前記ワークを前記ストッパ装置の前記当接部に当接させるように前記ワークを押圧する押圧装置と、
を備え、前記ワークの芯出しを行うワークの自動芯出し装置であって、
前記２台のストッパ装置は、
先端に前記当接部が設けられる可動部と、
該可動部を所定の位置に移動させる駆動機構と、
前記駆動機構に、前記可動部を前記所定の位置に移動させるための指令値を与える制御装置と、
を備える可動装置によって構成され、
前記制御装置は、前記可動部を少なくとも３点の任意の位置へ移動させるための前記駆動機構への前記指令値と前記可動部の実際の位置との関係から予め求められた演算式に基づいて、前記可動部の目標位置に対応する前記指令値を補正するワークの自動芯出し装置。
【請求項２】
前記演算式は、前記可動部を少なくとも３点の任意の位置へ移動させるための前記駆動機構への前記指令値と、前記可動部の実際の位置とから、最小二乗法により求められる請求項１に記載のワークの自動芯出し装置。
【請求項３】
前記駆動機構は、サーボモータと、該サーボモータで駆動されるボールねじ機構と、を備える請求項１又は２に記載のワークの自動芯出し装置。
【請求項４】
請求項１に記載のワークの自動芯出し装置に使用される可動装置の位置決め方法であって、
前記可動部を少なくとも３点の任意の位置へ移動させるための前記駆動機構への前記指令値と前記可動部の実際の位置との関係から演算式を予め求める工程と、
該演算式に基づいて、前記可動部の目標位置に対応する前記指令値を補正する工程と、
を備え、
前記演算式を予め求める工程は、
マスターワークを前記ワークテーブル上に載置し、前記２台のストッパ装置の前記駆動機構に前記マスターワークを芯出しするための指令値を与えて前記当接部を位置決めし、前記押圧装置によって前記マスターワークを押圧して前記マスターワークを前記２台のストッパ装置の前記当接部に当接させる工程と、
前記ワークテーブルを回転させて、前記回転テーブルの回転軸軸芯に対する前記マスターワークの芯ずれを測定する工程と、
前記マスターワークの芯ずれから得られた前記マスターワークの中心のずれ量とずれ方向から、前記各ストッパ装置の当接部の実際の位置を求める工程と、
少なくとも３つの前記マスターワークで求められた、前記駆動機構への前記指令値と前記当接部の実際の位置との関係から演算式を求める工程と、
を備える可動装置の位置決め方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のワークの自動芯出し装置を備える生産機械。
【請求項６】
請求項４に記載の可動装置の位置決め方法を用いる軸受の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの自動芯出し装置、該自動芯出し装置に使用される可動装置の位置決め方法、生産機械、及び軸受の製造方法に関し、より詳細には、安価なオープン制御により可動部やワークを高精度で位置決めすることができるワークの自動芯出し装置、該自動芯出し装置に使用される可動装置の位置決め方法、生産機械、及び軸受の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
加工機械や生産機械などにおいて、生産品目が変更される際には、段取り替えのために設備の様々な調整作業が行われる。調整作業の1つとして、ワークを所定の位置に位置決めするためのストッパ等を、適切な位置に移動調整する作業がある。例えば、軸受用軌道輸などのワークを回転させて、各種の検査や測定を行う装置においては、測定前にワークの中心と、回転する測定台の回転軸軸芯とを合わせる、いわゆる「芯出し」作業が必要になる。芯出し作業は、まずワークと接触してワークの位置を決めるストッパを、直動機構によって前後に移動させて所定の位置に位置決めした後、ワークを反対方向からストッパに押し付けることで「芯出し」作業が行われる。ストッパは、リニアガイド等によって直動案内され、サーボモータ駆動のボールねじによって移動させる構成が一般的である。しかし、ボールねじの送り精度やガイドの真直度等によって位置決め誤差（送り誤差）が生じる場合がある。この誤差を補正するため、従来、高価なクローズドループ制御が採用されていた。
【０００３】
特許文献１には、装置起動時のボールねじの送り移動方向及びバックラッシュを予めメモリに記憶しておき、装置起動時にボールねじを、メモリに記憶された送り移動方向へ初期移動量だけ移動させた後、反対方向へ同量だけ復帰移動させて、装置起動時におけるバックラッシュ補正を行うようにした駆動装置におけるバックラッシュ補正機構及び補正方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−７６８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
直動機構によって駆動されるストッパを位置精度よく制御するためには、クローズドループ制御することが好適であるが、クローズドループ制御は、リニアスケール等の位置測定機器が必要になり、設備費用が嵩む問題点があった。また、位置測定機器の測定可能速度以下の速度でストッパを移動させる必要があるため、高速での位置決めができなかった。また、特許文献１に記載のバックラッシュ補正機構は、サーボモータ駆動されるボールねじ機構のバックラッシュを補正するための機構であり、送り誤差については言及されていない。
【０００６】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価な装置により、可動部やワークを高精度で位置決めすることができるワークの自動芯出し装置、該自動芯出し装置に使用される可動装置の位置決め方法、生産機械、及び軸受の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  ワークが載置されるワークテーブルを有し、該ワークテーブルを回転駆動可能な回転テーブルと、
該回転テーブルの回転軸に対して直交する平面内に、９０°の周方向間隔で配設され、前記ワークが当接可能な当接部を備え、前記ワークの位置決めを行う２台のストッパ装置と、
前記ワークを前記ストッパ装置の前記当接部に当接させるように前記ワークを押圧する押圧装置と、
を備え、前記ワークの芯出しを行うワークの自動芯出し装置であって、
前記２台のストッパ装置は、
先端に前記当接部が設けられる可動部と、
該可動部を所定の位置に移動させる駆動機構と、
前記駆動機構に、前記可動部を前記所定の位置に移動させるための指令値を与える制御装置と、
を備える可動装置によって構成され、
前記制御装置は、前記可動部を少なくとも３点の任意の位置へ移動させるための前記駆動機構への前記指令値と前記可動部の実際の位置との関係から予め求められた演算式に基づいて、前記可動部の目標位置に対応する前記指令値を補正するワークの自動芯出し装置。
（２）  前記演算式は、前記可動部を少なくとも３点の任意の位置へ移動させるための前記駆動機構への前記指令値と、前記可動部の実際の位置とから、最小二乗法により求められる（１）に記載のワークの自動芯出し装置。
（３）  前記駆動機構は、サーボモータと、該サーボモータで駆動されるボールねじ機構と、を備える（１）又は（２）に記載のワークの自動芯出し装置。
（４） （１）に記載のワークの自動芯出し装置に使用される可動装置の位置決め方法であって、
前記可動部を少なくとも３点の任意の位置へ移動させるための前記駆動機構への前記指令値と前記可動部の実際の位置との関係から演算式を予め求める工程と、
該演算式に基づいて、前記可動部の目標位置に対応する前記指令値を補正する工程と、
を備え、
前記演算式を予め求める工程は、
マスターワークを前記ワークテーブル上に載置し、前記２台のストッパ装置の前記駆動機構に前記マスターワークを芯出しするための指令値を与えて前記当接部を位置決めし、前記押圧装置によって前記マスターワークを押圧して前記マスターワークを前記２台のストッパ装置の前記当接部に当接させる工程と、
前記ワークテーブルを回転させて、前記回転テーブルの軸芯に対する前記マスターワークの芯ずれを測定する工程と、
前記マスターワークの芯ずれから得られた前記マスターワークの中心のずれ量とずれ方向から、前記各ストッパ装置の当接部の実際の位置を求める工程と、
少なくとも３つの前記マスターワークで求められた、前記駆動機構への前記指令値と前記当接部の実際の位置との関係から演算式を求める工程と、
を備える可動装置の位置決め方法。
（５）  （１）〜（３）のいずれか１項に記載のワークの自動芯出し装置を備える生産機械。
（６） （４）に記載の可動装置の位置決め方法を用いる軸受の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のワークの自動芯出し装置によれば、ワークが載置されるワークテーブルを回転駆動する回転テーブルと、上記の可動装置によって構成され、回転テーブルの回転軸に対して直交する平面内に、９０°の周方向間隔で配設され、可動部の先端に設けられてワークが当接可能な当接部を有し、ワークの位置決めを行う２台のストッパ装置と、ワークをストッパ装置の当接部に当接させるようにワークを押圧する押圧装置と、を備え、前記２台のストッパ装置は、先端に前記当接部が設けられる可動部と、該可動部を所定の位置に移動させる駆動機構と、前記駆動機構に、前記可動部を前記所定の位置に移動させるための指令値を与える制御装置と、を備える可動装置によって構成され、該制御装置は、可動部を少なくとも３点の任意の位置へ移動させるための駆動機構への指令値と可動部の実際の位置との関係から予め求められた演算式に基づいて、可動部の目標位置に対応する指令値を補正する。したがって、ワークは、安価なオープンループ制御によって高精度に位置決めされたストッパ装置を使用して、高精度で位置決めすることができる。
【００１０】
また、本発明の上記ワークの自動芯出し装置に使用される可動装置の位置決め方法によれば、可動部を少なくとも３点の任意の位置へ移動させるための駆動機構への指令値と可動部の実際の位置との関係から演算式を予め求める工程と、該演算式に基づいて、可動部の目標位置に対応する指令値を補正する工程と、を備え、前記演算式を予め求める工程は、マスターワークを前記ワークテーブル上に載置し、前記２台のストッパ装置の前記駆動機構に前記マスターワークを芯出しするための指令値を与えて前記当接部を位置決めし、前記押圧装置によって前記マスターワークを押圧して前記マスターワークを前記２台のストッパ装置の前記当接部に当接させる工程と、前記ワークテーブルを回転させて、前記回転テーブルの軸芯に対する前記マスターワークの芯ずれを測定する工程と、前記マスターワークの芯ずれから得られた前記マスターワークの中心のずれ量とずれ方向から、前記各ストッパ装置の当接部の実際の位置を求める工程と、少なくとも３つの前記マスターワークで求められた、前記駆動機構への前記指令値と前記当接部の実際の位置との関係から演算式を求める工程と、を備える。したがって、可動部は、補正された指令値に基づいて位置決めされ、安価なオープンループ制御によって目標位置に高精度で位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る可動装置の一実施形態であるワークの自動芯出し装置の構成を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、駆動機構への指令値と当接部の実際の位置との関係を演算式と共に示すグラフである。
【図５】可動装置の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る可動装置１０を備えるワークの自動芯出し装置１の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１から図３に示すように、ワークの自動芯出し装置１は、ワークＷが載置されるワークテーブル２０を有し、サーボモータ１７により回転駆動される回転テーブル１１と、ワークＷの位置決めを行う可動装置を構成する２台のストッパ装置３０（３０Ａ，３０Ｂ）と、ワークテーブル２０上に積載されたワークＷを押圧してワークＷを水平方向に移動させるロボットなどで構成される押圧装置５０と、制御装置６０（図５参照）と、を備える。
【００１４】
回転テーブル１１は、ワークの自動芯出し装置１の基台１８に固定されたケース１２に対して複数のベアリング１３を介して回転自在に支持された回転軸１４の上端に固定されている。また、回転軸１４の下端には、ベルト及びプーリ等の動力伝達部材１６が設けられており、回転軸１４には、動力伝達部材１６を介してサーボモータ１７からの駆動力が伝達される。これにより、回転テーブル１１は、サーボモータ１７の駆動力によって、回転軸１４の軸芯ＣＬを回転中心として時計方向及び反時計方向の両方向に回転する。
【００１５】
ワークテーブル２０は、例えば、軸受用軌道輪などのワークＷを載置する。回転テーブル１１の上面１１ａには、圧縮空気を吐出するための溝２２が形成されている。溝２２には、回転軸１４を軸方向に貫通するエアパイプ２３に形成されたエア通路２４が連通している。エア通路２４は、エアコンプレッサ（図示せず）に接続されている。
【００１６】
エアコンプレッサからエア通路２４を介して供給される圧縮空気は、溝２２から吐出することで回転テーブル１１と、ワークテーブル２０との間に静圧軸受を構成し、ワークテーブル２０を回転テーブル１１に対して浮上させて、極めて摩擦抵抗が少ない状態で、ワークテーブル２０を任意の方向に水平移動可能とする。
【００１７】
なお、ワークテーブル２０及び回転テーブル１１は、静圧軸受を構成し、ワークＷを載置するワークテーブル２０が任意の方向に水平移動自在となるものであれば、本実施形態に限定されない。
【００１８】
ストッパ装置３０（３０Ａ，３０Ｂ）は、回転軸１４の軸芯ＣＬに対して直交する平面内において、ワークテーブル２０の側方に９０°の周方向間隔で２台配置されている。即ち、一方のストッパ装置３０Ａは、その作動軸線ＣｘがＸ軸に沿って配置され、他方のストッパ装置３０Ｂは、その作動軸線ＣｙがＹ軸に沿って配置されている。２台のストッパ装置３０Ａ、３０Ｂの作動軸線Ｃｘ，Ｃｙは、回転テーブル１１の軸芯ＣＬを通るように設定されている。
【００１９】
それぞれのストッパ装置３０Ａ、３０Ｂは、固定部材３８と、該固定部材３８に対して上下駆動機構３９によって上下方向に移動する支持部材３４と、水平駆動機構３２によって支持部材３４に対して水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動する可動部３１と、を有する。
【００２０】
上下駆動機構３９は、支持部材３４を上下方向に案内するリニアガイド３７と、サーボモータ４０と、サーボモータ４０の駆動力によって支持部材３４を上下方向に移動させるボールねじ機構３６と、を有する。ボールねじ機構３６は、サーボモータ４０により回転駆動されるねじ軸４２と、ねじ軸４２に螺合すると共に支持部材３４に固定されたナット４３と、を備えている。
【００２１】
また、水平駆動機構３２も、駆動源としてのサーボモータ３５と、サーボモータ３５の駆動力によって可動部３１を水平方向に移動させるボールねじ機構４６と、可動部３１を水平方向に案内する不図示のリニアガイドと、を有する。ボールねじ機構４６は、サーボモータ３５により回転駆動されるねじ軸４７と、ねじ軸４７に螺合すると共に可動部３１に固定されたナット４８と、を備える。可動部３１は、ワークＷの外周面に当接する当接部３１ａを先端に有し、水平駆動機構３２及び上下駆動機構３９によって、軸芯ＣＬに向かって進退可能であると共に、上下方向に移動可能である。
【００２２】
押圧装置５０は、９０°の円周方向間隔で配置された２台のストッパ装置３０（３０Ａ，３０Ｂ）に対して、円周方向等間隔（１３５°）離れた、２台のストッパ装置３０Ａ、３０Ｂから遠い側の中間位置に配置され、ワークＷを押圧し、水平方向に移動させて２台のストッパ装置３０Ａ、３０Ｂの当接部３１ａに同時に当接させることで、ワークＷの位置決めを行う。
【００２３】
また、ワークテーブル２０の上方には、寸法測定ユニットが配設されており、ワークＷに接触する測定子５５を持った電気マイクロメータ等を、不図示の駆動機構によって水平方向及び上下方向に駆動し、ワークＷの真円度などの精度を測定可能としている。
【００２４】
２台のストッパ装置３０（３０Ａ、３０Ｂ）は、制御装置６０によってそれぞれ独立して制御される（図５参照）。制御装置６０は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、位置制御ユニット、サーボアンプなどを備える。制御装置６０は、水平駆動に関して、入力されたワーク寸法などに基づいて、後述する演算式によりストッパ装置３０の可動部３１の目標位置に対応する補正指令値を算出し、サーボアンプから各サーボモータ３５へ補正指令値を送出して、各サーボモータ３５を駆動する。
【００２５】
次に、図４を参照してサーボモータ３５の補正指令値を算出するための演算式について詳述する。
なお、演算式は、各水平駆動機構３２を構成する部品寸法、製作誤差などによって、サーボモータ３５に指令した移動距離と、実際に移動した移動距離とが異なるため、作動軸線ＣｘがＸ軸に沿う一方のストッパ装置３０Ａと、作動軸線ＣｙがＹ軸に沿う他方のストッパ装置３０Ｂと、では異なる演算式となる。
【００２６】
具体的に、演算式は、以下の手順により求められる。
【００２７】
（１）  既知の異なる外径寸法を有する３つのマスターワークＡ，Ｂ，Ｃを準備する。
【００２８】
（２）  先ず、マスターワークＡに対して、以下の処理を行う。
ストッパ装置３０Ａ，３０Ｂの各当接部３１ａにマスターワークＡを当接させたとき、マスターワークＡの中心と、回転テーブル１１（回転軸１４）の軸芯ＣＬとが一致する各当接部３１ａの計算上の位置を、マスターワークＡの既知の外径寸法から求め、サーボモータ３５を駆動して水平駆動機構３２によって各当接部３１ａを水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動させる。このときのサーボモータ３５への指令値をａ２（実際には、Ｘ方向指令値ａ２ｘ、Ｙ方向指令値ａ２ｙ）とする。
【００２９】
（３）  次いで、マスターワークＡをワークテーブル２０上に載置し、押圧装置５０を作動させてマスターワークＡを２台のストッパ装置３０Ａ，３０Ｂの当接部３１ａに同時に当接させることで、マスターワークＡの芯出しを行う。更に、この状態における回転テーブル１１の位相を記憶して、各当接部３１ａ及び押圧装置５０を後退させる。
【００３０】
（４）  マスターワークＡの外周面又は内周面に電気マイクロメータ等の測定子５５を当て、回転テーブル１１を回転させながら、回転テーブル１１の位相と、電気マイクロメータ等の測定値とを、関連付けて記憶する。
【００３１】
（５）  （４）で求めた位相と電気マイクロメータ等の測定値とからマスターワークＡの中心位置を求め（求心演算）、回転テーブル１１の軸芯ＣＬに対するマスターワークＡの中心位置のずれ量、及びずれ方向を求める。
【００３２】
（６）  回転テーブル１１の位相が、（３）で記憶した位相と同じとした場合のストッパ装置３０Ａ，３０Ｂの作動方向（Ｘ方向、Ｙ方向）における回転テーブル１１の軸芯ＣＬからのマスターワークＡの中心までのずれ量δ（実際には、Ｘ方向ずれ成分δｘ、Ｙ方向ずれ成分δｙ）を求める。（２）で指令した指令値ａ２（Ｘ方向指令値ａ２ｘ、Ｙ方向指令値ａ２ｙ）に、このずれ量（Ｘ方向ずれ成分δｘ、Ｙ方向ずれ成分δｙ）を加えたものを各当接部３１ａの実際の位置ａ１（実際には、Ｘ方向位置ａ１ｘ、Ｙ方向位置ａ１ｙ）とする。
【００３３】
（７）  マスターワークＢ、Ｃについても上記と同様の作業を行い、マスターワークＢ、Ｃについて指令値ｂ２（実際には、Ｘ方向位置ｂ２ｘ、Ｙ方向位置ｂ２ｙ）、ｃ２（実際には、Ｘ方向位置ｃ２ｘ、Ｙ方向位置ｃ２ｙ）、及び実際の位置ｂ１（実際には、Ｘ方向位置ｂ１ｘ、Ｙ方向位置ｂ１ｙ）、ｃ１（実際には、Ｘ方向位置ｃ１ｘ、Ｙ方向位置ｃ１ｙ）を求める。
【００３４】
（８）  図４（ａ）に示すように、ストッパ装置３０Ａ（Ｘ方向）のサーボモータ３５への指令値ａ２ｘ、ｂ２ｘ、ｃ２ｘを横軸に、そのときのＸ方向の実際の位置ａ１ｘ、ｂ１ｘ、ｃ１ｘを縦軸にとってグラフを作成する。また、図４（ｂ）に示すように、ストッパ装置３０Ｂ（Ｙ方向）のサーボモータ３５への指令値ａ２ｙ、ｂ２ｙ、ｃ２ｙを横軸に、そのときのＹ方向の実際の位置ａ１ｙ、ｂ１ｙ、ｃ１ｙを縦軸にとってグラフを作成する。
【００３５】
指令値と実際の位置との間に誤差（当接部３１ａの位置決め精度）が無い場合には、図４（ａ）、（ｂ）に破線で示す４５度の直線Ｌ上に各点がプロットされる。しかし、実際にはリード誤差などの影響により実際の位置は、４５度の直線Ｌからずれた位置にある。即ち、マスターワークＡ，Ｂ，Ｃの既知の外径寸法から計算上で求めたサーボモータ３５への指令値ａ２，ｂ２，ｃ２では、回転テーブル１１の軸芯ＣＬ（目標位置）に対してマスターワークＡ，Ｂ，Ｃの中心位置がずれる。また、通常、ストッパ装置３０Ａとストッパ装置３０Ｂとでは、回転テーブル１１の軸芯ＣＬ（目標位置）に対するマスターワークＡ，Ｂ，Ｃの中心位置のずれ量が異なる。
【００３６】
（９）  ここで、グラフ上の各点ＡＸ（ａ２ｘ、ａ１ｘ），ＢＸ（ｂ２ｘ，ｂ１ｘ），ＣＸ（ｃ２ｘ、ｃ１ｘ）から、最小二乗法によってＸ方向における指令値と実際の位置との関係を示す演算式を近似直線Ｙｘ=Ａ・Ｘｘ＋Ｂとして求める。また、同様にしてグラフ上の各点ＡＹ（ａ２ｙ、ａ１ｙ），ＢＹ（ｂ２ｙ，ｂ１ｙ），ＣＹ（ｃ２ｙ、ｃ１ｙ）から、最小二乗法によってＹ方向における指令値と実際の位置との関係を示す演算式を近似直線Ｙｙ=Ａ´・Ｘｙ＋Ｂ´として求める。なお、Ａ，Ｂ，Ａ´，Ｂ´は定数である。特に、ボールねじ機構４６による送り誤差は、概ね１次式で近似することができる。
【００３７】
（１０）  以後、求められた近似直線Ｙｘ=Ａ・Ｘｘ＋Ｂ（Ｙｙ=Ａ´・Ｘｙ＋Ｂ´）を用いて、ワークＷの目標位置（具体的には、ストッパ装置３０Ａ，３０Ｂの各当接部３１ａの計算上の移動距離）Ｙｘ（Ｙｙ）からストッパ装置３０Ａ，３０Ｂの各サーボモータ３５へ指令する補正指令値Ｘｘ（Ｘｙ）を算出する。
【００３８】
次に、本実施形態のワークの自動芯出し装置１を用いたワークＷの位置決め方法について説明する。
【００３９】
まず、軸受用軌道輪などのワークＷをワークテーブル２０上に載置し、エア通路２４を介してエアコンプレッサから供給される圧縮空気を溝２２から吐出させることで、ワークテーブル２０を回転テーブル１１に対して浮上させてワークテーブル２０を抵抗なく任意の方向に水平移動可能とする。
【００４０】
図５を参照して、制御装置６０にワークＷの外径などの基本寸法を入力する。制御装置６０は、ワークＷの中心と回転テーブル１１の軸芯ＣＬとが一致するときのストッパ装置３０Ａ，３０Ｂの各当接部３１ａの位置（目標位置）、及び各当接部３１ａを目標位置に位置させる際の移動距離をワークＷの外径から求める。
【００４１】
制御装置６０は、更に、求められた移動距離から近似直線Ｙｘ=Ａ・Ｘｘ＋Ｂ（Ｙｙ=Ａ´・Ｘｙ＋Ｂ´）によって補正指令値Ｘｘ（Ｘｙ）を求め、該補正指令値Ｘｘ（Ｘｙ）でストッパ装置３０Ａ，３０Ｂの各サーボモータ３５を駆動し、各当接部３１ａを所定の位置に移動させる。各サーボモータ３５は補正指令値Ｘｘ（Ｘｙ）によって駆動されるので、各当接部３１ａの位置は、目標位置に位置する。
【００４２】
次いで、押圧装置５０によりワークＷを押圧してワークテーブル２０と共に、摩擦抵抗のない状態で水平方向に移動させ、所定の位置で待機しているストッパ装置３０Ａ，３０Ｂの各当接部３１ａに当接させる。これにより、ワークＷは、ＸＹ方向の２方向から位置が規制されて芯出しされる。
【００４３】
ワークＷの芯出しがされたワークテーブル２０は、溝２２への圧縮空気の供給を遮断することで下降させて回転テーブル１１上に載置し、更に、ストッパ装置３０Ａ，３０Ｂ及び押圧装置５０を退避位置に後退させる。そして、サーボモータ１７により回転テーブル１１を回転させながら、ワークＷの検査や測定などの作業を行う。
【００４４】
このように、実際の位置と指令値との関係を示す近似直線Ｙｘ=Ａ・Ｘｘ＋Ｂ（Ｙｙ=Ａ´・Ｘｙ＋Ｂ´）を用い、目標位置までの移動距離Ｙｘ（Ｙｙ）から補正指令値Ｘｘ（Ｘｙ）を算出してサーボモータ３５を駆動することで、水平駆動機構３２の送り誤差を補正することができ、安価なオープンループ制御であっても、精度よくワークＷを位置決めすることができる。また、段取り替えにおいてワークＷの型番に合わせた補正値を個別に設定することなく、型番毎のワーク寸法のみからなる高精度な芯出しを行うことができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態のストッパ装置３０Ａ、３０Ｂによれば、可動部３１を所定の位置に移動させるための指令値を水平駆動機構３２に与える制御装置６０を備え、制御装置６０は、３つのマスターワークＡ，Ｂ，Ｃを芯出しする位置に可動部３１（当接部３１ａ）を移動させるための水平駆動機構３２への指令値と、可動部３１（当接部３１ａ）の実際の位置との関係から予め求められた演算式Ｙｘ=Ａ・Ｘｘ＋Ｂ（Ｙｙ=Ａ´・Ｘｙ＋Ｂ´）に基づいて、可動部３１の目標位置に対応する指令値を補正する。したがって、可動部３１は、補正指令値に基づいて位置決めされ、安価なオープンループ制御によって可動部３１を目標位置に高精度で位置決めすることができる。
【００４６】
また、演算式Ｙｘ=Ａ・Ｘｘ＋Ｂ（Ｙｙ=Ａ´・Ｘｙ＋Ｂ´）は、可動部３１を少なくとも３点の任意の位置へ移動させるための水平駆動機構３２への指令値と、可動部３１の実際の位置とから、最小二乗法により求められるので、簡単な演算式で水平駆動機構３２を駆動する指令値を精度良く補正することができる。
【００４７】
また、水平駆動機構３２は、サーボモータ３５と、サーボモータ３５で駆動されるボールねじ機構４６を備えるので、ボールねじ機構４６の送り誤差を上記演算式で近似することができ、可動部３１を精度よく位置決めすることができる。
【００４８】
また、本実施形態のワークの自動芯出し装置１によれば、ワークＷが載置されるワークテーブル２０を回転駆動する回転テーブル１１と、回転テーブル１１の回転軸ＣＬに対して直交する平面内に、９０°の周方向間隔で配設され、可動部３１の先端に設けられてワークＷが当接可能な当接部３１ａを有し、ワークＷの位置決めを行う２台のストッパ装置３０Ａ，３０Ｂと、ワークＷをストッパ装置３０Ａ，３０Ｂの当接部３１ａに当接させるようにワークＷを押圧する押圧装置５０と、を備える。したがって、ワークＷは、オープンループ制御によって高精度に位置決めされたストッパ装置３０Ａ，３０Ｂを使用して、高精度で位置決めすることができる。
【００４９】
また、本実施形態のストッパ装置３０Ａ、３０Ｂの位置決め方法によれば、３つのマスターワークＡ，Ｂ，Ｃを芯出しする位置に可動部３１（当接部３１ａ）を移動させるための水平駆動機構３２への指令値と可動部３１（当接部３１ａ）の実際の位置との関係から演算式Ｙｘ=Ａ・Ｘｘ＋Ｂ（Ｙｙ=Ａ´・Ｘｙ＋Ｂ´）を予め求める工程と、該演算式Ｙｘ=Ａ・Ｘｘ＋Ｂ（Ｙｙ=Ａ´・Ｘｙ＋Ｂ´）に基づいて、可動部３１の目標位置に対応する指令値を補正する工程と、を備えるので、安価なオープンループ制御によって可動部３１を目標位置に高精度で位置決めすることができる。
【００５０】
特に、演算式Ｙｘ=Ａ・Ｘｘ＋Ｂ（Ｙｙ=Ａ´・Ｘｙ＋Ｂ´）は、マスターワークＡ，Ｂ，Ｃをワークテーブル２０上に載置し、２台のストッパ装置３０Ａ，３０Ｂの水平駆動機構３２にマスターワークＡ，Ｂ，Ｃを芯出しするための指令値を与えて当接部３１ａを位置決めし、押圧装置５０によってマスターワークＡ，Ｂ，Ｃを２台のストッパ装置３０Ａ，３０Ｂの当接部３１ａに当接させる工程と、ワークテーブル２０を回転させて、回転テーブル１１の軸芯ＣＬに対してマスターワークＡ，Ｂ，Ｃの芯ずれを測定する工程と、マスターワークＡ，Ｂ，Ｃの芯ずれから得られたマスターワークＡ，Ｂ，Ｃの中心のずれ量とずれ方向から、各ストッパ装置３０Ａ，３０Ｂの当接部３１ａの実際の位置を求める工程と、少なくとも３つのマスターワークＡ，Ｂ，Ｃで求められた、水平駆動機構３２への指令値と当接部３１ａの実際の位置との関係から演算式Ｙｘ=Ａ・Ｘｘ＋Ｂ（Ｙｙ=Ａ´・Ｘｙ＋Ｂ´）を求める工程と、を備えるので、本実施形態のワークの自動芯出し装置１において、オープンループ制御によって可動部３１を目標位置に高精度で位置決めすることができ、また、ワークＷを高精度で位置決めすることができる。
【００５１】
本発明の効果を確認するため、補正なしの指令値で駆動される従来の自動芯出し装置（比較例）と、本発明の演算式で補正された補正指令値で駆動される本発明の自動芯出し装置（実施例）とにより、大きさの異なる３つの軸受用軌道輪の芯出しを行い、各軸受用軌道輪の中心の位置ずれを測定して比較した。
【００５２】
実施例及び比較例に用いた軸受用軌道輪の外径は、直径１００ｍｍ、２５０ｍｍ，４００ｍｍである。
【００５３】
測定結果を表１に比較して示す。
【００５４】
【表１】
0006481477.tif 000002
【００５５】
表１に示すように、本発明の近似直線Ｙｘ=Ａ・Ｘｘ＋Ｂ（Ｙｙ=Ａ´・Ｘｙ＋Ｂ´）により補正を行うことで、安価なオープンループ制御であっても、軸受用軌道輪の位置決め精度が向上することが分かる。
【００５６】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記実施形態では、２台のストッパ装置をＸＹ方向に沿って配置して、ワークの位置決め（芯出し）を行うようにしたが、本発明は、１台のストッパ装置により一方向の位置決めを行うような測定装置にも適用することができる。
【００５７】
また、本発明は、本実施形態の自動芯出し装置のストッパ装置に限定されず、可動部と、該可動部を所定の位置に移動させる駆動機構と、駆動機構に、可動部を所定の位置に移動させるための指令値を与える制御装置と、を備える可動装置であれば、駆動機構の位置決め誤差を補正するために適用可能である。この場合、制御装置は、可動部を少なくとも３点の任意の位置へ移動させるための駆動機構への指令値と可動部の実際の位置との関係から予め求められた演算式に基づいて、可動部の目標位置に対応する指令値を補正する。
【００５８】
また、本実施形態では、３点の任意の位置での駆動機構の指令値と実際の位置とのずれ量から最小二乗法を用いて演算式を算出したが、本発明は、少なくとも３点の任意の位置へ移動させるための駆動機構への指令値と可動部の実際の位置との関係から、位置決め誤差を近似できるものであれば、他の手法によって演算式を算出してもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１      ワークの自動芯出し装置
１１    回転テーブル
２０    ワークテーブル
３０，３０Ａ，３０Ｂ      ストッパ装置（可動装置）
３１    可動部
３１ａ        当接部
３２    水平駆動機構（駆動機構）
３５    サーボモータ
４６    ボールねじ機構
５０    押圧装置
６０    制御装置
Ｃｘ，Ｃｙ  作動軸線
ＣＬ    軸芯（ワークテーブルの回転軸）
Ａ，Ｂ，Ｃ    マスターワーク
ａ１ｘ，ａ１ｙ，ｂ１ｘ，ｂ１ｙ，ｃ１ｘ，ｃ１ｙ    実際の位置
ａ２ｘ，ａ２ｙ，ｂ２ｘ，ｂ２ｙ，ｃ２ｘ，ｃ２ｙ    指令値
Ｗ      ワーク
Ｘｘ，Ｘｙ    補正指令値
Ｙｘ=Ａ・Ｘｘ＋Ｂ，Ｙｙ=Ａ´・Ｘｙ＋Ｂ´    近似直線（演算式）
【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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