(57)【要約】【課題】特殊な技能を持っていない作業者でも、工具先端磨耗を起こすことなく、サブミクロン精度の芯出しを行うことが可能な工具の位置決め方法及び装置を提出すること。【解決手段】加工機主軸回転軸３０１に接触感知センサ１０２の取り付いている接触感知機１０１を接触感知センサ１０２平面が主軸回転方向に対してある所定の角度Ａ１となるように取り付け、工具移動手段を用いて工具２０１先端を接触感知センサ１０２に１回または２回以上近接させる。信号検出装置１０３により工具２０１と接触感知センサ１０２との接触を検出し、制御装置３０５より工具２０１の接触位置を特定する。次に接触感知機１０１を主軸回転方向に所定の角度Ａ２だけ回転し、工具移動手段を用いて、工具２０１先端を接触感知センサ１０２に１回または２回以上近接させ上記方法と同様に接触点の位置を特定する。少なくとも、２点の接触点を特定することにより工具の芯出しを行う。【選択図】図１
2007054930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の一方の面に取り付けられた接触感知手段と、前記接触感知手段に設けられた凸状のワークのうち、前記回転軸の回転軸方向に略平行な面に配置された接触感知センサと、前記ワークに対向して設けられた工具と、前記ワークと前記工具とを相対的に移動させる移動手段と、前記接触感知センサの検出信号を処理する信号処理手段と、前記工具の位置決めを制御する制御装置とを備えたことを特徴とする工具の位置出し装置。
【請求項２】
前記接触感知センサが回転軸の回転軸方向に対して所定の角度Ａ１で取り付けられている状態で、前記工具を１回または２回以上前記接触感知センサに近接させと共に、前記制御装置により接触位置を記録した後、所定の角度Ａ２だけ回転軸の回転軸方向に回転させることにより工具の芯出しを行うことを特徴とする請求項１記載の工具位置出し装置。
【請求項３】
角度Ａ２は９０度であることを特徴とする請求項２に記載の工具位置出し装置。
【請求項４】
回転軸の一方の面に取り付けられた接触感知手段に設けられた凸状のワークを回転し、前記ワークと、前記ワークに対向して設けられた前記工具を相対的に移動させることで前記ワークを加工する工具の位置出し方法であって、前記ワークのうち前記回転軸の回転軸方向に略平行な面に配置された接触感知センサの検出信号を処理することで、前記工具の位置決めを制御することを特徴とする工具の位置出し方法。
【請求項５】
前記接触感知センサが回転軸の回転軸方向に対して所定の角度Ａ１で取り付けられている状態で、前記工具を１回または２回以上前記接触感知センサに近接させと共に、前記制御装置により接触位置を記録した後、所定の角度Ａ２だけ回転軸の回転軸方向に回転させることにより工具の芯出しを行うことを特徴とする請求項４記載の工具位置出し方法。
【請求項６】
角度Ａ２は９０度であることを特徴とする請求項５に記載の工具位置出し方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具の芯出装置に関するものであり、例えば、旋盤の主軸にチャッキングされた丸棒に芯出しを行う際の工具の位置決め方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、旋盤の主軸に丸棒をチャッキングし、工具（バイト）で切削加工を行う際には、まずバイトの芯出しを行い、この芯出しをした後、切削加工を開始する。
【０００３】
従来のバイトの芯出し方法としては、旋盤に取り付けたバイトで回転中の丸棒の端面を切削し、その切削面を顕微鏡等で観察し、端面の未切削突起のオフセット量を測定する。そして、この測定後に再度、丸棒を先に測定したオフセット量だけ切削し、更に新たに発生したオフセット量を測定するという動作を繰り返すことによって、バイトの芯出しを行う方法というものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１１８１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の方法では、芯出しを行う際、必然的に切削を繰り返し行う必要が有り、芯出しの際にバイト先端磨耗が発生する上に、芯出し作業の手間と時間が掛かり、これら一連の作業をする作業者の技能レベルは高度のものを必要とするという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、特別な技能を持たなくても短時間に高精度かつ工具先端磨耗が発生しない工具芯出しを行える工具の位置決め方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
加工機主軸回転軸に接触感知センサの取り付いている接触感知機を接触感知センサ平面が主軸回転方向に対してある所定の角度Ａ１となるようにチャッキングし、工具移動手段を用いて工具先端を接触感知センサに１回または２回以上近接させる。信号検出装置により工具と接触感知センサとの接触を検出し、制御装置より工具の接触位置を特定する。次に接触感知機を主軸回転方向に所定の角度Ａ２だけ回転し、工具移動手段を用いて、工具先端を接触感知センサに１回または２回以上近接させ上記方法と同様に接触点の位置を特定する。少なくとも、２点の接触点を特定することにより、工具の芯出しを行う。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように、本発明の工具の位置決め方法及び装置によれば、技能的な差による精度のばらつきが起こることなく、芯出しの際の工具先端の磨耗を少なく抑えることができ、高精度な形状の切削を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態における工具の位置決め装置の外観図を示し、図２は、接触感知機１０１の側面を示し、図３は接触感知機１０１の上面を示し、更に、図４及び図５は、工具のＸ軸及びＹ軸方向の位置決めをする方法を示すものである。
【００１０】
図１において、加工機主軸回転軸３０１の回転軸中心には接触感知機１０１がマイクロメータを用いて０．２ミクロン以下の誤差となるようチャッキングしてあり、接触感知機１０１には接触感知センサ１０２が備え付けられている。ここで接触感知センサ１０２の平面は、Ｘ−Ｚ平面に対して平行である。接触感知機１０１には接触感知力を検出する検出装置１０３が取り付けられており、また、加工機主軸回転軸３０１の下部には、Ｚ軸方向の移動を行うＺ軸送り装置３０２が備えてある。
【００１１】
また、工具２０１は工具ホルダー３０６によって固定されており、工具ホルダー３０６には、工具送り装置としてＸ軸方向の移動を行うＸ軸送り装置３０３と、Ｙ軸方向の移動を行うＹ軸送り装置３０４とが取り付けられている。Ｘ軸送り装置３０３とＹ軸送り装置３０４は支台３０７に備え付けられている。
【００１２】
図４のように、Ｘ−Ｚ平面に平行にある接触感知センサ１０２へ工具２０１をＸ軸送り装置３０３、Ｙ軸送り装置３０４により移動することで近接する。接触は検出装置１０３により検出され、制御装置３０５により工具２０１のＹ軸方向の位置を求め、予め測定しておいた接触感知センサ１０２平面と、接触感知機１０１の回転中心の距離をオフセットすることにより、工具２０１のＹ軸方向の位置を決定する。
【００１３】
次に、図５のように、主軸回転軸を９０度回転させ、接触感知センサ１０２の平面をＹＺ平面に平行になるようにし、工具２０１をＸ軸送り装置３０３、Ｙ軸送り装置３０４により、接触感知センサ１０２へ近接する。接触は上記と同様に検出装置１０３により検出され、制御装置３０５により工具２０１のＸ軸方向の位置を求め、Ｙ軸方向の場合と同様にオフセットを行い、Ｘ軸方向の位置を決定する。このようにして、工具２０１のＸ軸方向の位置と、Ｙ軸方向の位置を決定することにより工具２０１の芯出しを行う。
【００１４】
なお、本実施の形態において、接触感知センサ１０２の平面は初めＸ−Ｚ平面に平行にしてから、次にＹ−Ｚ平面に平行になるようにしたが、初めにＹ−Ｚ平面を平行にして、次にＸ−Ｚ平面を平行にしても良い。また、本実施の形態において、工具２０１のＸ軸方向、Ｙ軸方向の位置を決定する際、２回以上接触感知センサ１０２への近接を繰り返し、点群を増やしてＸ軸方向、Ｙ軸方向の位置の精度を高めても良い。
【００１５】
（実施の形態２）
図６及び７は、本実施の形態の工具位置決めの方法を示す図である。
【００１６】
図６及び７において、図１、２及び３と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略するものとする。
【００１７】
図６において、接触感知センサ１０２平面はＸ−Ｙ平面に対し所定の角度Ａ１に設置されており、接触感知センサ１０２へ工具２０１をＸ軸送り装置３０３とＹ軸送り装置３０４によって異なる２点で近接する。制御装置により、２点のＸ方向、Ｙ方向の座標を決定し、２点を結ぶ直線の式Ｌ１を算出する。
【００１８】
次に、図７に示すように、主軸回転軸を所定の角度Ａ２だけ回転させ、接触感知センサ１０２平面に上記と同様に工具２０１を２点で近接する。同様に制御装置により、２点のＸ方向、Ｙ方向の座標を決定し、２点を結ぶ直線の式Ｌ２を算出する。直線の式Ｌ１、Ｌ２の交点を算出し、交点の座標に角度Ａ２の補正を行うことにより、工具２０１のＸ軸方向、Ｙ軸方向の位置を決定する。
【００１９】
なお、本実施の形態において、前記接触感知センサへの近接は１つの直線の式を求めるために、少なくとも異なる位置へ２回行うが、精度を高めるために数回行っても良い。また、本実施の形態において、所定の角度Ａ２を９０度、−９０度、２７０度、または−２７０度として、角度Ａ２の補正を行わず、直線の式Ｌ１、Ｌ２の交点を求め工具の芯出しを行っても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の工具位置決め方法及び装置は、精密旋盤の工具の芯出し方法及び装置に係り特殊な技能を有していなくても、工具先端磨耗の起こさないサブミクロン精度の芯出しを行え、例えば光学素子等の加工の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１における位置出し装置の外観図
【図２】本発明の実施の形態１における接触感知機側面図
【図３】本発明の実施の形態１における接触感知機上面図
【図４】本発明の実施の形態１における工具Ｘ軸方向位置決定方法概略図
【図５】本発明の実施の形態１における工具Ｙ軸方向位置決定方法概略図
【図６】本発明の実施の形態２における工具位置決定方法実施図
【図７】本発明の実施の形態２における工具位置決定方法実施図
【符号の説明】
【００２２】
１０１  接触感知機
１０２  接触感知センサ
１０３  検出装置
２０１  工具
３０１  加工機主軸回転軸
３０２  Ｚ軸送り装置
３０３  Ｘ軸送り装置
３０４  Ｙ軸送り装置
３０５  制御装置
３０６  工具ホルダー
３０７  支台
【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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【図６】
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【図７】
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