JP2001239440A - マシニングセンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱変形等の影響を受け難い、ワーク加工位置
の近くで少なくとも２軸方向の実際の主軸位置を検出
し、その主軸位置に基づき主軸のワーク加工位置を補正
し、高精度にワークの加工を行うことである。 【構成】 ベッド上の治具１８に機械原点ＯからＸ，Ｙ
軸方向に夫々基準距離Ｌｘ，Ｌｙ離れた位置にＸ，Ｙ軸
磁気センサ２４，２５を設ける。マシニングセンタの主
軸にＸ，Ｙ軸方向検出用磁石を設けた位置検出用工具を
装着する。各磁石を各磁石に対応したセンサ２４，２５
が検出したときの主軸の実移動距離Ｌ１ｘ，Ｌ１ｙと基
準距離Ｌｘ，Ｌｙとからずれ量Δｘ、Δｙを求めてワー
ク座標原点Ｏ１を補正し、新たなワーク座標原点Ｏ２と
する。その新たなワーク座標原点Ｏ２に基づきワークＷ
を加工することで加工精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、主軸とワークと
の相対距離を検出可能なマシニングセンタに関し、詳し
くは、検出した相対距離に基づいてワーク加工時の主軸
のワーク加工位置を補正可能なマシニングセンタに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】マシニングセンタ等の工作機械では、一
般的にコラムや主軸ヘッドを移動するためのモータに設
けられたパルスコーダや、移動方向に平行に設けられた
リニアスケール等の移動量測定手段を用いて、コラムや
主軸ヘッドの移動量を測定して工具を備えた主軸の位置
を検出している。しかし、前記移動量測定手段はワーク
の加工箇所から離れた位置に設けられており、熱変形に
よる治具の傾きやコラムの倒れ等が生じると、その影響
により移動量測定手段により測定された主軸の位置（工
具の位置）と実際の主軸の位置とではずれが発生する。
このために主軸と治具（ワーク加工箇所）との相対距離
の測定精度が低下する問題がある。

【０００３】このような問題を解決するために、ワーク
の近くで工具の位置を検出し、熱変形等の影響を受けず
に工具の位置を測定できるようにしたものがある。この
ようなものとして、特開昭６０−１２３２５５号に開
示のものがある。これは、被加工物であるワークを固定
した治具に検出手段である磁気センサを固定し、磁気セ
ンサにより工具ホルダに固定した磁石を検出して主軸に
備えられた刃具（工具）位置を検出するようになってい
る。刃具を被加工物に向うＺ軸方向へ（スピンドルの軸
線方向へ）前進し、磁気センサが磁石を検出した位置を
加工原点とし、この加工原点から刃具のＺ軸方向の送り
量を測定することで正確な工具位置の検出を行ってい
る。

【０００４】また、特開平１−１９３１１５号に開示
のものでは、ワークが載置される治具上に検出手段を設
け、この検出手段に工具の先端を接触させて工具の先端
と治具の上面との距離を求めてワークを加工する際の加
工原点としている。この加工原点は、治具の上面と検出
手段の上面との距離と、工具先端が検出手段に接触した
ときの工具移動量とから算出され、工具先端と治具上面
との距離位置を加工原点として座標を設定し、ワークに
向けて移動する工具の正確な工具位置が検出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術のもの
では、工具がワークへ向けて送られたときの工具進行方
向であるＺ軸方向の位置のみの検出であるので、特定の
１軸方向のみの加工、例えば孔を穿設するような加工に
おいて、正確な加工深さで加工を行いたい場合には高精
度に行える。しかし、マシニングセンタのような主軸を
夫々直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸の３軸方向に送る工作機械で
は、ワーク加工時に所定の位置に設定された原点から主
軸をＸ、Ｙ軸方向のワーク加工位置に正確に送る必要も
あるので、主軸のＸ、Ｙ軸方向位置も高精度に検出しな
ければならず、Ｚ軸方向の位置検出のみでは、Ｘ、Ｙ軸
方向のワーク加工位置精度が熱変形等の影響を受けてお
り、正確なワーク加工位置に主軸を位置することが困難
である。そのため、ワークをより精度良く加工するのに
限界がある。この発明の課題は、熱変形等の影響を受け
難いワーク加工箇所の近くで主軸の位置を検出し、その
主軸位置の検出に基づいて、正確なワーク加工位置に主
軸を位置することで精度の高いワーク加工を行えるマシ
ニングセンタを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願では、先端に工具を
備えた主軸の位置をワーク近くで検出可能なマシニング
センタにおいて、主軸位置を少なくとも直交する２軸方
向で検出可能であることを特徴とする（請求項１）。こ
れによれば、ワークと主軸との相対的なワーク加工位置
を正確に検出することができる。

【０００７】主軸ヘッドの治具側には被検出手段または
被検出手段を検出する検出手段のいずれか一方の手段を
設け、治具には機械原点から各軸方向の夫々に所定の基
準距離離れた各軸方向基準位置に他方の手段を設けた
（請求項２）。これによれば、主軸位置の検出の際に
は、一方の手段を設けた主軸先端部分や主軸ヘッド先端
部分が治具近くに位置することになるので、主軸から離
れた場所で主軸の位置（移動量）を測定する場合に比べ
て、熱変形等による影響を受けない正確な検出が行え
る。

【０００８】好適には、主軸を機械原点から少なくとも
２方向の各軸方向基準位置に向けて移動したときの、各
軸方向における主軸の実移動距離を夫々検出し、それら
の実移動距離と各基準距離とのずれ量に基づいて、ワー
ク加工時における主軸位置を補正するように構成した
（請求項３）。主軸のワークに対する相対的な移動状態
で被検出手段を検出手段で検出するので検出精度が高
く、高精度に変位を補正できる。

【０００９】前記被検出手段は、少なくとも主軸のＸ軸
方向移動とＹ軸方向移動とを検出するための検出体であ
るＸ軸方向検出用磁石とＹ軸方向検出用磁石とを備え、
検出手段は、Ｘ軸方向検出用磁石とＹ軸方向検出用磁石
とに夫々対応する、Ｘ軸方向検出用磁石を検出するＸ軸
磁気センサと、Ｙ軸方向検出用磁石を検出するＹ軸磁気
センサである（請求項４）。

【００１０】更に前記被検出手段は位置検出用工具であ
り、位置検出用工具を主軸に交換可能に備え、治具に検
出手段を設けた（請求項５）。主軸に位置検出用工具を
備えることで、通常の工具を主軸に備えた通常の加工時
とほぼ同じ状態で位置を検出できて好適である。

【００１１】より具体的には、先端に工具を備えた主軸
の位置をワーク近くで検出可能なマシニングセンタにお
いて、主軸に位置検出用工具を交換可能に備え、位置検
出用工具の先端部分に主軸のＸ軸方向移動を検出するた
めのＸ軸方向検出用磁石とＹ軸方向移動を検出するため
のＹ軸方向検出用磁石とを設け、治具に、機械原点から
所定のＸ軸方向基準距離のＸ軸基準位置にＸ軸方向検出
用磁石を検出するＸ軸磁気センサを設け、機械原点から
所定のＹ軸方向基準距離のＹ軸基準位置にＹ軸方向検出
用磁石を検出するＹ軸磁気センサを設け、主軸を機械原
点から各基準位置に向けて移動したときのＸ、Ｙ軸方向
の主軸の実移動距離と各基準距離とのずれ量を夫々求
め、その各Ｘ、Ｙ軸方向ずれ量に基づき、機械原点から
所定の位置に設定された、ワーク加工時にワーク加工位
置の原点となるワーク座標原点を補正するように構成し
た（請求項６）。これによれば、主軸位置の絶対的な基
準となる機械原点とは別にワーク加工時のワーク座標原
点を設定し、ワーク座標原点に基づいて設定された加工
位置に主軸を移動してワークを加工するので、そのワー
ク座標原点を補正すれば加工位置も補正されて好適であ
る。また、このワーク座標原点に基づいて加工位置が設
定されていることにより、図面上に記載された寸法値と
マシニングセンタに入力された寸法値がそのまま対応し
ているので、加工位置を補正するための演算が不要であ
り、また、寸法の確認が容易に行える。

【００１２】位置検出用工具はその先端部分に検出体を
設けてあり、その検出体が位置検出用工具の中心軸線上
に位置している（請求項７）。これによれば、主軸に工
具を取り付ける際に、その工具を備える工具ホルダと主
軸との間で僅かに回転が許容されていても、検出体の取
付位置が常に中心軸線上にあるので正確な検出を行え
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本願発明の実施の形態について図
１から図６に基づいて説明する。マシニングセンタ（工
作機械）１は、例えば特許第２９８００２８号に開示の
ものと略同様のものであり、マシニングセンタ１のベッ
ド２上には、モータＭ１によりＺ軸（前後）方向（図１
において左右方向）に移動可能にスライダ（Ｚ軸可動
台）３が設けられている。スライダ３には、モータＭ２
によりＸ軸（左右）方向（図１において紙面と垂直方
向）に移動可能なコラム４が設けられている。コラム４
には、工具５を装着する主軸６が回転可能に支持された
主軸ヘッド７がモータＭ３によりＹ軸（上下）方向（図
１において上下方向）に移動可能に設けられている。

【００１４】また、ベッド２上面には支柱８が立設さ
れ、この支柱８の上端にマガジン支持ベース９が設けら
れ、コラム４の上方に位置している。このマガジン支持
ベース９には工具交換装置（ＡＴＣ装置）１０が設けら
れている。工具交換装置１０は、アーム装置１１と工具
マガジン１２と移送装置１３とから構成されており、工
具マガジン１２と主軸６との間で夫々の工具５を備えた
工具ホルダ１４を交換する。アーム装置１１は、マガジ
ン支持ベース９の下面に、コラム４の頂部との間に僅か
な隙間を持って一体に装着してあり、工具交換アーム１
５を旋回可能に備えている。工具マガジン１２は、マガ
ジン支持ベース９の上面に設けられたマガジンベース１
６上に装備されている。工具マガジン１２は、旋回割出
しされるマガジンプレート１７を備え、マガジンプレー
ト１７には、工具５を保持した工具ホルダ１４が多数具
備されている。移送装置１３は、アーム装置１１と工具
マガジン１２との間でマガジンベース１６内側に配置さ
れている。移送装置１３は、工具マガジン１２で割出さ
れた工具ホルダ１４を工具交換アーム１５が主軸６の工
具ホルダ１４と交換可能な位置に移送し、交換された工
具ホルダ１４を工具マガジン１２に戻すようになってい
る。

【００１５】また、ベッド２上には治具１８が設けられ
ている。治具１８は図２、図３に示すように中央に加工
用孔１９が設けられている。治具１８の四隅には、クラ
ンプシリンダ２０が夫々設けられており、これらのクラ
ンプシリンダ２０により図３に示すように治具１８の一
方側でパレット２１を把持している。パレット２１に
は、ワーク（被加工物）Ｗを交換可能に固定してあり、
ワークＷの加工箇所と対応して図示しない加工用の貫通
孔が形成されている。

【００１６】また、治具１８の他方側には、図３に示す
ようにＸセンサ取付部材２２とＹセンサ取付部材２３と
が突設されている。このＸセンサ取付部材２２とＹセン
サ取付部材２３とは、検出手段であるＸ軸磁気センサ２
４とＹ軸磁気センサ２５が夫々取り付けられたとき、Ｘ
軸磁気センサ２４が機械原点Ｏから所定のＸ軸方向に基
準距離Ｌｘ離れたＸ軸基準位置に設けられ、Ｙ軸磁気セ
ンサ２５が機械原点Ｏから所定のＹ軸方向に基準距離Ｌ
ｙ離れたＹ軸基準位置に設けられるように、図２におい
てＸセンサ取付部材２２は上枠２６の左方部分に設けら
れ、Ｙセンサ取付部材２３は左枠２７の上方部分に設け
られている。尚、本願実施の形態では、主軸６の工具５
と工具マガジン１２の工具５とを交換可能な、主軸６が
位置する工具交換位置を機械原点Ｏとしている。

【００１７】主軸６に備えられる被検出手段である位置
検出用工具２８は、図４に示すように工具ホルダ１４の
先端側に検出体であるＸ軸方向検出用磁石２９とＹ軸方
向検出用磁石３０とが設けられた円柱状の検出体取付部
材３１が取り付けられて構成されている。検出体取付部
材３１先端側のＸ軸方向検出用磁石２９の取付部分３１
ａは、断面が工具ホルダ１４の中心軸線Ｃを含まない略
半円形状をしており、その半円部分のＺ−Ｘ平面３２に
Ｘ軸磁気センサ２４に検出されるＸ軸方向検出用磁石２
９が取付けられている。Ｘ軸方向検出用磁石２９のＸ軸
磁気センサ２４と対向する面３３は、工具ホルダ１４の
中心軸線Ｃを含む位置にある。

【００１８】また、Ｘ軸方向検出用磁石２９の取付部分
３１ａの先端には一体に断面略半円形でＺ−Ｘ平面３２
に直交するＹ−Ｚ平面３４が形成されたＹ軸方向検出用
磁石３０の取付部分３１ｂとなっており、Ｙ−Ｚ平面３
４にＹ軸磁気センサ２５に検出されるＹ軸方向検出用磁
石３０が取付けられ、Ｙ軸方向検出用磁石３０のＹ軸磁
気センサ２５と対向する面３５は、工具ホルダ１４の中
心軸線Ｃを含む位置にある。これらＸ、Ｙ軸方向検出用
磁石２９，３０のセンサ２４，２５との対向面３３，３
５が中心軸線Ｃを含むことにより、工具ホルダ１４と主
軸６の間で工具交換の際に僅かに相対回動可能すること
があっても、磁石２９，３０のセンサ２４，２５によっ
て検出される位置は回動の影響を受けず、センサ２４，
２５により磁石２９，３０の同一箇所を常に検出できて
正確な検出を行える。

【００１９】マシニングセンタ１の数値制御装置３６
は、主軸位置検出手段３７と比較算出手段３８とワーク
座標原点補正手段３９と記憶部４０と数値制御部４１と
を備えている。記憶部４０は、Ｘ軸磁気センサ２４のＸ
軸方向の基準距離ＬｘとＹ軸磁気センサ２５のＹ軸方向
の基準距離Ｌｙと、ワーク加工時にワーク加工位置の原
点となる機械原点Ｏから所定の位置にあるワーク座標原
点Ｏ１や、ワーク座標原点Ｏ１を基準にしてワークＷの
加工位置の座標等が設定記憶される。数位置制御部４１
は、主軸６の移動や工具交換装置１０等を駆動制御して
ワークＷの加工を行う。

【００２０】主軸位置検出手段３７には、前記Ｘセンサ
取付部材２２とＹセンサ取付部材２３とに夫々設けられ
るＸ軸磁気センサ２４とＹ軸磁気センサ２５とが連結さ
れている。また、主軸位置検出手段３７には、前記モー
タＭ２、モータＭ３夫々の回転に対応してパルスを発す
る各パルスコーダ４２、４３が連結されている。主軸位
置検出手段３７は、各Ｘ、Ｙ軸磁気センサ２４，２５よ
り夫々Ｘ、Ｙ軸方向検出用磁石２９，３０が検出された
ときの各パルスコーダ４２，４３からのパルス数から主
軸位置つまり機械原点ＯからＸ、Ｙ軸磁気センサ２４，
２５までの主軸６のＸ、Ｙ軸方向実移動距離Ｌ１ｘ、Ｌ
１ｙを測定する。測定した各軸方向の実移動距離Ｌ１
ｘ、Ｌ１ｙは比較算出手段３８に出力される。尚、Ｘ、
Ｙ軸方向実移動距離Ｌ１ｘ、Ｌ１ｙを測定するのにパル
スコーダ４２，４３に変えて、Ｘ、Ｙ軸方向に夫々設け
たリニアスケールと組み合わせて測定するようにしても
良い。

【００２１】比較算出手段３８は、Ｘ軸方向の基準距離
ＬｘとＹ軸方向の基準距離Ｌｙとを主軸６のＸ、Ｙ軸方
向実移動距離Ｌ１ｘ、Ｌ１ｙと比較し、Ｘ、Ｙ軸方向の
基準距離Ｌｘ、ＬｙとＸ、Ｙ軸方向実移動距離Ｌ１ｘ、
Ｌ１ｙとのずれ量Δｘ、Δｙを算出し、そのずれ量Δ
ｘ、Δｙを記憶部４０に出力して記憶部４０に記憶さ
せ、ずれ量Δｘ、Δｙを補正量としてワーク座標原点補
正手段３９に出力する。

【００２２】ワーク座標原点補正手段３９は、ワーク座
標原点Ｏ１を比較算出手段３８によって算出されたずれ
量Δｘ、Δｙに基づいて補正し、新たなワーク座標原点
Ｏ２として記憶部４０に設定記憶する。

【００２３】次に作用について説明する。図６は１つの
ワークの加工プログラムを示すフローチャートであり、
このフローチャートに従ってマシニングセンタ１でワー
クＷの１サイクルの加工が行われる。マシニングセンタ
１が起動されワークＷの加工が開始されると、ステップ
Ｓ１の補正判別手段でワーク座標原点Ｏ１を補正するか
どうか判断される。このステップＳ１では、記憶部４０
に設定された適当なワークＷの加工を開始してからの経
過時間、例えば、マシニングセンタ１での１つのワーク
Ｗの１加工サイクル毎や、あるいは適当な個数のワーク
Ｗを加工した複数サイクル時間毎や、または、ワークＷ
の加工工程において次加工が高精度の加工である場合
や、適当な回数の工具交換を行った後等であるかによ
り、主軸６と治具１８（ワークＷ）との相対的なずれ量
Δｘ、Δｙを補正するかどうかが判断される。

【００２４】以下本願実施の形態では、ステップＳ１
で、ワークＷの加工を開始してからの経過時間により補
正されるかどうか判断されるとする。先ず、マシニング
センタ１の起動直後ではステップＳ１でＹｅｓ（ワーク
座標原点Ｏ１を補正する）と判断され、次にステップＳ
２に進み、主軸６が工具交換位置である機械原点Ｏに移
動し、主軸６に装着されていた切削工具５が工具交換装
置１０により位置検出用工具２８に交換される。このと
き主軸６は定位置停止されている。

【００２５】次にステップＳ３で、主軸６が図２に示す
Ｘ軸磁気センサ２４の近傍の位置Ｘ１に工具交換位置Ｏ
から高速に送られる。そして位置Ｘ１からＸ軸磁気セン
サ２４に向けて低速で送られ、位置Ｘ２で停止される。
このとき主軸６の移動により、位置検出用工具２８のＸ
軸方向検出用磁石２９がＸ軸磁気センサ２４に対向し、
そのときＸ軸磁気センサ２４がＸ軸方向検出用磁石２９
を検出する。Ｘ軸方向検出用磁石２９が検出されるとＸ
軸磁気センサ２４からの検出信号が主軸位置検出手段３
７に入力され、また、この時点でのモータＭ２に対応し
たパルスコーダ４２からのパルスが計数されて、このパ
ルス数から主軸６の機械原点Ｏから変位したＸ軸磁気セ
ンサ２４までのＸ軸方向の実移動距離Ｌ１ｘが測定され
る。

【００２６】次にステップＳ４で、主軸６が位置Ｘ２か
らＹ軸磁気センサ２５の近傍の位置Ｙ１に早送りで送ら
れる。そして前記ステップＳ５と略同様に位置検出用工
具２８がＹ軸磁気センサ２５に向けて位置Ｙ２まで送ら
れる。そして、Ｙ軸方向検出用磁石３０がＹ軸磁気セン
サ２５に検出されると、Ｙ軸磁気センサ２５からの検出
信号と、その時のモータＭ３のパルス数とから主軸位置
検出手段３７により主軸６の機械原点Ｏから変位したＹ
軸磁気センサ２５までのＹ軸方向の実移動距離Ｌ１ｙが
測定される。

【００２７】次にステップＳ５で、比較算出手段３８で
ステップＳ３、Ｓ４で測定された各実移動距離Ｌ１ｘ、
Ｌ１ｙからずれ量Δｘ、Δｙが算出され記憶部４０に記
憶され、ステップＳ６で、ワーク座標原点補正手段３９
により、ステップＳ５で算出されたＸ、Ｙ軸方向のずれ
量Δｘ、Δｙに基づき機械原点Ｏに対するワーク座標原
点Ｏ１のＸ座標とＹ座標とが補正され、ワーク座標原点
Ｏ１の座標値を新たにワーク座標原点Ｏ２の座標値とし
て、記憶部４０に記憶される。このとき補正される機械
原点Ｏからワーク座標原点までの座標値の補正量は、ず
れ量Δｘ、Δｙに比例して算出される。次にステップＳ
７で、主軸６が工具交換位置Ｏに移動し、主軸６に装着
されていた位置検出用工具２８が工具交換装置１０によ
り通常の切削工具５に交換される。次にステップＳ８
で、新たなワーク座標原点Ｏ２に基づいてワークＷの加
工が行われ終了する。

【００２８】このワークＷの加工が終了すると、新たな
ワークＷがマシニングセンタ１の治具１８に固着され、
再び加工プログラムにより加工が開始される。ワーク加
工始めの数個のワークＷの加工工程では、主軸６と治具
１８（ワークＷの加工位置）との相対的なずれ量Δｘ、
Δｙは変化しやすい。このためワーク加工始めの数個の
ワークＷでは、１サイクルの終了時毎にステップＳ１で
Ｙｅｓと判断され、前記と同様に、ステップＳ１からス
テップＳ８が繰り返され、ワーク座標原点Ｏ１がこの加
工工程での新たなワーク座標原点Ｏ２とされてワークＷ
を加工する。

【００２９】そして、加工開始から数個のワークＷが加
工終了した後では、新たなワークＷを加工する毎にずれ
量Δｘ、Δｙが算出されるのではなく、複数回の（例え
ば２回とか３回という）加工サイクル毎にずれ量Δｘ、
Δｙが算出される。このとき先ず、ステップＳ１でＹｅ
ｓと判断されて前記同様にステップＳ１からステップＳ
８が繰り返され、ワークＷが加工される。そして次の新
しいワークＷの加工となると、ステップＳ１でＮｏと判
断されてステップＳ９に進み、複数の加工サイクルにお
いて最初の加工サイクル開始時に算出されたずれ量Δ
ｘ、Δｙつまり前回算出されたずれ量Δｘ、Δｙｔが記
憶部４０から呼び出され、ステップＳ６に進む。ステッ
プＳ６では前回算出されたずれ量Δｘ、Δｙに基づきワ
ーク座標原点がＯ１からＯ２に補正される。次にステッ
プＳ７からステップＳ８に進み、加工が終了する。以降
設定された複数の加工サイクルが終了するまでステップ
Ｓ１、ステップＳ６〜Ｓ９を繰り返す。そして、複数の
加工サイクルが終了すると再びステップＳ１からステッ
プＳ５でずれ量Δｘ、Δｙが新しく算出され、ステップ
Ｓ６でそのずれ量Δｘ、Δｙに基づいてワーク座標原点
が補正されてステップＳ７，Ｓ８によりワークＷが加工
され、次のワークＷの加工では前記同様にステップＳ
１、ステップＳ６〜Ｓ９を繰り返す。

【００３０】前述のように、主軸６の変位の影響を取り
除いてワーク加工を行えるので、精度の高いワーク加工
を行える。また、ワーク加工時にワーク加工位置に対す
る加工原点となるワーク座標原点Ｏ１を補正すること
で、コラム４の倒れや送りネジの伸長等の影響を受けて
加工位置がずれたとしても、ワークＷの加工位置座標
が、ワーク座標原点Ｏ１を基準として入力されているの
で、その座標値は補正されることなくそのまま加工時に
使用され、ワークＷの加工位置座標を演算し直す必要が
なく、ずれ量Δｘ、Δｙに基づいてワーク加工位置座標
を算出するためのプログラムを作成する必要もなく、加
工位置座標は入力時の寸法値のまま数値制御装置に表示
され確認も容易にできる。また、主軸６のワーク加工位
置に対する変位の補正は、ずれ量が変化しやすいワーク
加工始めの数サイクルではワークが交換されるたびに行
い、その後は複数サイクル毎に行うと、サイクルタイム
（タクト）を短縮できて好適である。

【００３１】尚、ずれ量検出に位置検出用工具２８を用
いたが、主軸ヘッド７の先端部分に磁石を一体的に設け
てずれ量を検出するようにしても良い。また、Ｚ軸方向
検出用磁石とＺ軸磁気センサを設けてＺ軸方向のずれ量
も含めて検出できるようにしても良い。また、被検出手
段と検出手段とは、磁石と磁気センサに限定されるもの
ではなく、他の手段を用いても良い。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本願発明では、主軸位置を
ワーク近くで少なくとも直交する２軸方向で検出するの
で、主軸から離れた場所で主軸の位置を測定する場合に
比べて、熱変形等による影響を受けない正確な検出が行
えると共に、１軸方向のみ検出する従来のものと異な
り、検出した２軸方向の主軸位置からずれ量を求めて補
正し、正確なワーク加工位置に主軸を位置させることが
できるという優れた効果が得られる。これによって、高
精度のワーク加工を行える。

【００３３】また、位置検出用工具を主軸に備えて、こ
れを治具に設けた検出手段によって検出することで、通
常の工具を主軸に備えた通常の加工時と略同じ状態で位
置を検出できて好適である。

【００３４】また、主軸位置の絶対的な基準となる機械
原点とは別にワーク加工時のワーク座標原点を設定し、
ワークの加工時にはワーク座標原点を補正すれば、ワー
ク座標原点を基準にして入力されたワーク加工のための
寸法値を補正しなくて良く、そのため加工位置を補正す
るための演算が不要となると共に入力した加工位置の確
認も容易である。

【００３５】更に、位置検出用工具に設けた検出体が主
軸回転軸線上に位置するので、工具ホルダと主軸とでは
工具交換の際に僅かに相対回動可能となっているが、正
確な検出を行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願マシニングセンタの側面図である。

【図２】図１のII視図である。

【図３】図２のIII−III線断面図である。

【図４】位置検出用工具を示す説明図である。

【図５】マシニングセンタの要部構成を示す説明図であ
る。

【図６】ワークの加工プログラムを示すフローチャート
図である。

【符号の説明】

１ マシニングセンタ ５ 工具 ６ 主軸 ７ 主軸ヘッド １８ 治具 ２４ Ｘ軸磁気センサ ２５ Ｙ軸磁気センサ ２８ 位置検出用工具 ２９ Ｘ軸方向検出用磁石 ３０ Ｙ軸方向検出用磁石 Ｃ 中心軸線 Ｌｘ Ｘ軸方向基準距離 Ｌｙ Ｙ軸方向基準距離 Ｌ１ｘ Ｘ軸方向実移動距離 Ｌ１ｙ Ｙ軸方向実移動距離 Δｘ Ｘ軸方向ずれ量 Δｙ Ｙ軸方向ずれ量 Ｏ 機械原点 Ｏ１ ワーク座標原点 Ｗ ワーク

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に工具を備えた主軸の位置をワーク
   近くで検出可能なマシニングセンタにおいて、主軸位置
   を少なくとも直交する２軸方向で検出可能であることを
   特徴とするマシニングセンタ。
2. 【請求項２】 主軸ヘッドの治具側には被検出手段また
   は被検出手段を検出する検出手段のいずれか一方の手段
   を設け、治具には機械原点から各軸方向の夫々に所定の
   基準距離離れた各軸方向基準位置に他方の手段を設けた
   ことを特徴とする請求項１記載のマシニングセンタ。
3. 【請求項３】 主軸を機械原点から少なくとも２方向の
   各軸方向基準位置に向けて移動したときの、各軸方向に
   おける主軸の実移動距離を夫々検出し、それらの実移動
   距離と各基準距離とのずれ量に基づいて、ワーク加工時
   における主軸位置を補正するように構成したことを特徴
   とする請求項２記載のマシニングセンタ。
4. 【請求項４】 被検出手段は、少なくとも主軸のＸ軸方
   向移動とＹ軸方向移動とを検出するための検出体である
   Ｘ軸方向検出用磁石とＹ軸方向検出用磁石とを備え、検
   出手段は、Ｘ軸方向検出用磁石とＹ軸方向検出用磁石と
   に夫々対応する、Ｘ軸方向検出用磁石を検出するＸ軸磁
   気センサと、Ｙ軸方向検出用磁石を検出するＹ軸磁気セ
   ンサであることを特徴とする請求項２または３記載のマ
   シニングセンタ。
5. 【請求項５】 被検出手段は位置検出用工具であり、位
   置検出用工具を主軸に交換可能に備え、治具に検出手段
   を設けたことを特徴とする請求項２から４何れか１項記
   載のマシニングセンタ。
6. 【請求項６】 先端に工具を備えた主軸の位置をワーク
   近くで検出可能なマシニングセンタにおいて、主軸に位
   置検出用工具を交換可能に備え、位置検出用工具の先端
   部分に主軸のＸ軸方向移動を検出するためのＸ軸方向検
   出用磁石とＹ軸方向移動を検出するためのＹ軸方向検出
   用磁石とを設け、治具に、機械原点から所定のＸ軸方向
   基準距離のＸ軸基準位置にＸ軸方向検出用磁石を検出す
   るＸ軸磁気センサを設け、機械原点から所定のＹ軸方向
   基準距離のＹ軸基準位置にＹ軸方向検出用磁石を検出す
   るＹ軸磁気センサを設け、主軸を機械原点から各基準位
   置に向けて移動したときのＸ、Ｙ軸方向の主軸の実移動
   距離と各基準距離とのずれ量を夫々求め、その各Ｘ、Ｙ
   軸方向ずれ量に基づき、機械原点から所定の位置に設定
   された、ワーク加工時にワーク加工位置の原点となるワ
   ーク座標原点を補正するように構成したことを特徴とす
   るマシニングセンタ。
7. 【請求項７】 位置検出用工具はその先端部分に検出体
   を設けてあり、その検出体が位置検出用工具の中心軸線
   上に位置していることを特徴とする請求項５または６記
   載のマシニングセンタ。