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JP7278911B2 - Screw shaft measuring method, screw shaft measuring device, and NC machine tool equipped with the same - Google Patents
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Screw shaft measuring method, screw shaft measuring device, and NC machine tool equipped with the same Download PDF

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JP7278911B2 JP2019162022A JP2019162022A JP7278911B2 JP 7278911 B2 JP7278911 B2 JP 7278911B2 JP 2019162022 A JP2019162022 A JP 2019162022A JP 2019162022 A JP2019162022 A JP 2019162022A JP 7278911 B2 JP7278911 B2 JP 7278911B2
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Description

本発明は、ねじ軸の寸法を測定する測定方法、並びに測定装置及びこれを備えたNC工作機械に関する。 The present invention relates to a measuring method for measuring the dimensions of a screw shaft, a measuring device, and an NC machine tool equipped with the same.

従来、ねじ軸の精度を測定する装置として、例えば、特開2016-109483号公報に開示された装置が知られている。この装置は、ねじ軸及びこれに螺合するボールナットから構成されるボールねじの精度を測定するための装置である。 Conventionally, as a device for measuring the accuracy of a screw shaft, for example, the device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-109483 is known. This device is for measuring the accuracy of a ball screw comprising a screw shaft and a ball nut screwed thereon.

上記公報に開示されるように、この測定装置は、ねじ軸を駆動する駆動部と、ねじ軸が駆動されるとき、当該ねじ軸の軸方向に沿って移動可能にボールナットを回り止めするロック部と、ねじ軸の軸方向におけるボールナットの位置を検出する検出部と、ボールナットがねじ軸のねじ溝の全域を移動する間において、その移動方向に対して負荷となるようにボールナットに一定の力を付与する負荷付与部と、この負荷付与部によりボールナットに負荷が付与された状態において、当該ボールナットがねじ軸のねじ溝の全域を往復動するように駆動部を制御する駆動制御部と、ねじ軸の駆動量が変化されるなかで該駆動量に応じた検出部の検出結果を記録する記録部とを備えている。 As disclosed in the above publication, this measuring device includes a driving section for driving the screw shaft and a lock for preventing rotation of the ball nut so as to be movable along the axial direction of the screw shaft when the screw shaft is driven. a detection unit for detecting the position of the ball nut in the axial direction of the screw shaft; A load applying section that applies a constant force, and a drive that controls the driving section so that the ball nut reciprocates in the entire thread groove of the screw shaft in a state where the load is applied to the ball nut by the load applying section. A control unit and a recording unit for recording the detection result of the detection unit according to the driving amount of the screw shaft while the driving amount is changed are provided.

この測定装置によれば、移動方向に対して一定の負荷が付与された状態でボールナットをねじ軸に沿って移動させることで、当該移動方向におけるねじ軸とボールナットとのガタつきがなくなり、この状態で、ボールねじの精度を評価するための情報が記録される。そして、このようにして記録される情報には、ねじ軸のねじ溝の全域において、ねじ軸の駆動量に対応したねじ溝とボールナットとの間のガタつきを示しうる情報が含まれる、とのことであり、これにより、ねじ軸の駆動量に対応したボールねじ精度を評価することができるだけでなく、ねじ軸の全域に亘ってボールねじとしての精度を評価することができる、とのことである。 According to this measuring device, by moving the ball nut along the screw shaft while a constant load is applied in the moving direction, rattling between the screw shaft and the ball nut in the moving direction is eliminated. Information for evaluating the accuracy of the ball screw is recorded in this state. The information recorded in this way includes information that can indicate looseness between the screw groove corresponding to the amount of drive of the screw shaft and the ball nut in the entire area of the screw groove of the screw shaft. This makes it possible not only to evaluate the accuracy of the ball screw corresponding to the amount of drive of the screw shaft, but also to evaluate the accuracy of the ball screw over the entire screw shaft. is.

ところで、ボールねじ等のねじ軸については、そのねじ溝のピッチ及び有効径といった寸法が所定の許容範囲内に収まっていることが求められる。ところが、上述した従来のボールねじ測定装置は、ねじ軸にボールナットを螺合させた状態で測定するものであり、ねじ軸とボールナットとの螺合関係において、その動作精度を測定する装置であるため、ねじ軸単体としてのねじ溝の寸法精度を測定することができないものであった。 By the way, for a screw shaft such as a ball screw, it is required that dimensions such as pitch and effective diameter of the screw groove are within a predetermined allowable range. However, the above-described conventional ball screw measuring device measures the ball nut screwed to the screw shaft, and measures the operating accuracy of the screwed relationship between the screw shaft and the ball nut. Therefore, it was impossible to measure the dimensional accuracy of the screw groove as a single screw shaft.

そこで、従来、ねじ溝のピッチ及び有効径については、恒温室などに設置された三次元測定機などの汎用の測定機を用いて測定されていた。 Therefore, conventionally, the pitch and effective diameter of the thread groove have been measured using a general-purpose measuring machine such as a three-dimensional measuring machine installed in a temperature-controlled room or the like.

特開2016-109483号公報JP 2016-109483 A

上述したように、ボールねじ等のねじ軸については、そのねじ溝のピッチ及び有効径が所定の許容範囲内に収まっていることが求められている。したがって、所定の工程を経て加工されたねじ軸の寸法が許容範囲内に収まっていない場合で、修正加工が可能な場合には、その寸法が許容範囲内に収まるように当該ねじ軸を修正加工する必要がある。 As described above, a screw shaft such as a ball screw is required to have the pitch and effective diameter of its thread groove within a predetermined allowable range. Therefore, if the dimensions of the screw shaft machined through the prescribed process are not within the allowable range, and correction machining is possible, correct the screw shaft so that the dimensions are within the allowable range. There is a need to.

ところが、加工したねじ軸を加工装置から一旦取り外して、上記三次元測定機などを用いてねじ溝のピッチ及び有効径を測定した後に、修正加工のために、再度、ねじ軸を加工装置に取り付けて当該修正加工を行う場合、加工装置にねじ軸を取り付ける取付精度の問題、例えば、芯振れなどによって高精度に修正加工を行うことができないという問題があった。また、ねじ溝の修正加工を行う場合には、加工装置にねじ軸を取り付ける位相(周方向の角度位置)を再現する必要があるが、その調整に長時間を要するという問題もあった。 However, once the machined screw shaft is removed from the processing device, the pitch and effective diameter of the thread groove are measured using the above three-dimensional measuring machine, etc., and then the screw shaft is mounted again on the processing device for corrective processing. In the case of performing the correcting process by using a screw shaft, there is a problem that the correcting process cannot be performed with high accuracy due to the mounting accuracy of the screw shaft to the processing device, for example, the center runout. In addition, when correcting the thread groove, it is necessary to reproduce the phase (angular position in the circumferential direction) of attaching the screw shaft to the processing device, but there is also the problem that it takes a long time to make the adjustment.

このような場合に、加工されたねじ溝のピッチ及び有効径について、ねじ軸を当該加工装置に取り付けたまま、所謂機上で測定することができれば、修正加工が必要な場合には、当該ねじ軸を加工装置に取り付けたままで当該修正加工を行うことができ、高精度且つ効率的に当該修正加工を行うことができる。 In such a case, if it is possible to measure the pitch and effective diameter of the machined thread groove on the so-called machine while the screw shaft is attached to the processing device, the The corrective machining can be performed while the shaft is attached to the machining device, and the corrective machining can be performed with high precision and efficiency.

しかしながら、加工装置内でねじ軸を測定することができる測定装置は、従来、提供されていなかった。 However, conventionally, no measuring device has been provided that can measure the screw shaft in the processing device.

本発明は以上の実情に鑑みなされたものであって、ねじ軸を加工する加工装置内で、そのねじ溝の寸法を測定可能なねじ軸の測定方法及び測定装置等の提供を、その目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a screw shaft measuring method and a measuring device capable of measuring the dimension of a thread groove in a processing apparatus for processing a screw shaft. do.

上記課題を解決するための本発明は、ねじ軸を測定する方法であって、
1台の撮像カメラを、前記ねじ軸と対峙するように配設すると共に、その光軸が、該撮像カメラ側から見た平面において、前記ねじ軸の軸線を境とした一方側の外周部に位置するねじ溝のリードとその角度が一致するように該撮像カメラを配設した後、
前記ねじ軸の径方向の全体を含む第1の画像を撮像し、
次に、前記ねじ軸を、前記軸線を中心として180°反転させた後、前記ねじ軸の径方向の全体を含む第2の画像を撮像し、
前記第1の画像に基づいて、前記一方側のねじ溝の輪郭を抽出して、少なくとも隣接する2つのねじ溝の中心位置を算出した後、該隣接するねじ溝の中心位置の前記軸線に沿った方向の間隔であるピッチを算出すると共に、前記軸線を挟んで前記一方側とは反対側の他方側に位置するねじ軸の外周に対応した外周輪郭を抽出して、前記一方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の、前記径方向における距離を算出し、
ついで、第2の画像に基づいて、前記一方側のねじ溝とは前記軸線を中心とした線対称位置にあたる他方側のねじ溝の輪郭を抽出して、該他方側のねじ溝の中心位置を算出するとともに、ねじ軸の他方側の外周に対応した外周輪郭を抽出して、前記他方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の、前記径方向における距離を算出し、
ついで、得られた前記一方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の前記径方向の距離、及び前記他方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の前記径方向の距離に基づいて、ねじ溝の有効径を算出するようにしたねじ軸測定方法に係る。
The present invention for solving the above problems is a method for measuring a screw shaft,
One imaging camera is disposed so as to face the screw shaft, and the optical axis of the imaging camera is located on the outer periphery on one side bordering on the axis of the screw shaft in a plane viewed from the imaging camera side. After arranging the imaging camera so that the lead of the located thread groove and the angle thereof match,
capturing a first image including the entire radial direction of the screw shaft;
Next, after reversing the screw shaft by 180° around the axis, a second image including the entire radial direction of the screw shaft is captured,
Based on the first image, the outline of the thread groove on the one side is extracted, and after calculating the center positions of at least two adjacent thread grooves, the center positions of the adjacent thread grooves along the axis In addition to calculating the pitch, which is the interval in the direction of the one side, extracting the outer peripheral contour corresponding to the outer periphery of the screw shaft located on the other side opposite to the one side across the axis, and extracting the thread groove on the one side Calculate the distance in the radial direction between the center position of and the outer peripheral contour of the other side,
Next, based on the second image, the contour of the thread groove on the other side, which is in line symmetry with the thread groove on the one side about the axis, is extracted, and the center position of the thread groove on the other side is determined. At the same time, extracting the outer peripheral contour corresponding to the outer periphery of the other side of the screw shaft, the distance in the radial direction between the center position of the thread groove on the other side and the outer peripheral contour of the other side is calculated. ,
Next, the obtained radial distance between the center position of the thread groove on the one side and the outer peripheral contour on the other side, and the distance between the center position of the thread groove on the other side and the outer peripheral contour on the other side. It relates to a screw shaft measuring method in which an effective diameter of a screw groove is calculated based on the radial distance between the two.

そして、このねじ軸測定方法は、以下の構成を備えたねじ軸測定装置によって、好適に実施される。即ち、このねじ軸測定装置は、
前記ねじ軸をその軸線を中心として回転可能に支持する支持部と、
前記ねじ軸を前記軸線を中心として回転させる回転装置と、
前記ねじ軸と対峙するように配設された1台の撮像カメラと、
前記回転装置及び撮像カメラの動作を制御する制御装置と、
前記撮像カメラによって撮像された画像を処理して、前記ねじ軸の寸法を算出する寸法算出部とを備えて構成され、
前記撮像カメラは、その光軸が、該撮像カメラ側から見た平面において、前記ねじ軸の軸線を境とした一方側の外周部に位置するねじ溝のリードとその角度が一致するように配設され、
前記制御装置は、前記回転装置を制御して前記ねじ軸を初期位置に位置させた状態で、前記撮像カメラを動作させて、前記ねじ軸の径方向の全体を含む第1の画像を撮像させる処理と、
この後、前記回転装置を駆動して、前記ねじ軸を、前記軸線を中心として180°反転させた状態で、前記撮像カメラを動作させて前記ねじ軸の径方向の全体を含む第2の画像を撮像させる処理とを実行するように構成され、
前記寸法算出部は、前記第1の画像に基づいて、前記一方側のねじ溝の輪郭を抽出して、少なくとも隣接する2つのねじ溝の中心位置を算出した後、該隣接するねじ溝の中心位置の前記軸線に沿った方向の間隔であるピッチを算出すると共に、前記軸線を挟んで前記一方側とは反対側の他方側に位置するねじ軸の外周に対応した外周輪郭を抽出して、前記一方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の、前記径方向における距離を算出する処理と、
ついで、第2の画像に基づいて、前記一方側のねじ溝とは前記軸線を中心とした線対称位置にあたる他方側のねじ溝の輪郭を抽出して、該他方側のねじ溝の中心位置を算出するとともに、ねじ軸の他方側の外周に対応した外周輪郭を抽出して、前記他方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の、前記径方向における距離を算出する処理と、
ついで、得られた前記一方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の前記径方向の距離、及び前記他方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の前記径方向の距離に基づいて、ねじ溝の有効径を算出する処理とを実行するように構成される。
This threaded shaft measuring method is suitably carried out by a threaded shaft measuring device having the following configuration. That is, this screw axis measuring device
a support portion that supports the screw shaft so as to be rotatable about its axis;
a rotating device that rotates the screw shaft about the axis;
one imaging camera arranged to face the screw shaft;
a control device for controlling the operation of the rotating device and the imaging camera;
a dimension calculation unit that processes the image captured by the imaging camera and calculates the dimension of the screw shaft,
The imaging camera is arranged such that its optical axis is at the same angle as the lead of the thread groove located on the outer periphery on one side bordering on the axis of the screw shaft in a plane viewed from the imaging camera side. is set up,
The control device controls the rotating device to position the screw shaft at an initial position, and operates the imaging camera to capture a first image including the entire radial direction of the screw shaft. processing;
After that, the rotating device is driven to reverse the screw shaft by 180° about the axis, and the imaging camera is operated to obtain a second image including the entirety of the screw shaft in the radial direction. is configured to perform a process of imaging the
Based on the first image, the dimension calculation unit extracts the contour of the thread groove on the one side, calculates the center positions of at least two adjacent thread grooves, and then calculates the centers of the adjacent thread grooves. Calculating a pitch, which is an interval in the direction along the axis between the positions, and extracting an outer circumference contour corresponding to the outer circumference of the screw shaft located on the other side opposite to the one side across the axis, a process of calculating the distance in the radial direction between the center position of the thread groove on the one side and the outer peripheral contour on the other side;
Next, based on the second image, the contour of the thread groove on the other side, which is in line symmetry with the thread groove on the one side about the axis, is extracted, and the center position of the thread groove on the other side is determined. At the same time, extracting an outer peripheral contour corresponding to the outer periphery of the other side of the screw shaft, calculating the distance in the radial direction between the center position of the thread groove on the other side and the outer peripheral contour of the other side processing;
Next, the obtained radial distance between the center position of the thread groove on the one side and the outer peripheral contour on the other side, and the distance between the center position of the thread groove on the other side and the outer peripheral contour on the other side. and calculating an effective diameter of the thread groove based on the radial distance between the two.

この態様(第1の態様)のねじ軸測定方法及びねじ軸測定装置によれば、ねじ軸と対峙するように配設された1台の撮像カメラにより撮像したねじ軸の径方向全体の第1の画像及び第2の画像に基づいて、寸法算出部によりねじ溝のピッチ及び有効径を算出するようにしているので、非接触の態様で当該ねじ溝のピッチ及び有効径を算出することができる。 According to the screw shaft measuring method and the screw shaft measuring device of this aspect (first aspect), the first image of the entire radial direction of the screw shaft captured by one imaging camera disposed so as to face the screw shaft Since the pitch and effective diameter of the thread groove are calculated by the dimension calculator based on the image and the second image, the pitch and effective diameter of the thread groove can be calculated in a non-contact manner. .

そして、上記のような構成のねじ軸測定装置は、ねじ軸を加工するNC工作機械に組み込むことができるので、当該NC工作機械内において、加工後のねじ軸の寸法を直ちに測定することができる。斯くして、このようにNC工作機械内においてねじ軸の寸法を測定することで、そのねじ溝が所定の寸法に仕上がっていない場合に、その修正が可能な場合には、測定後、当該NC工作機械内において直ちに修正加工を行うことができ、このようにすることで、高精度なねじ軸を効率的に製造することができる。 Since the screw shaft measuring device configured as described above can be incorporated into an NC machine tool for processing a screw shaft, it is possible to immediately measure the dimensions of the screw shaft after processing in the NC machine tool. . Thus, by measuring the dimension of the screw shaft in the NC machine tool in this way, if the thread groove is not finished to the predetermined dimension, if it can be corrected, after the measurement, the NC Corrective machining can be performed immediately in the machine tool, and by doing so, a high-precision screw shaft can be efficiently manufactured.

また、本発明は、ねじ軸を測定する方法であって、
第1及び第2の2台の撮像カメラを、前記ねじ軸と対峙し、且つ光軸が相互に平行になるように配設すると共に、該撮像カメラ側から見た平面において、両光軸が前記ねじ軸の軸線を境とした一方側の外周部に位置するねじ溝のリードとその角度が一致するように、所定の間隔で並設した後、
前記第1の撮像カメラにより、前記一方側のねじ溝を含んだ第1の画像を撮像すると共に、前記第2の撮像カメラにより、前記軸線を挟んで前記一方側とは反対側の他方側に位置するねじ溝を含んだ第2の画像を撮像し、
次に、前記ねじ軸を、前記軸線を中心として180°反転させた後、前記第1の撮像カメラにより、前記一方側の領域に回転された前記他方側のねじ溝を含んだ第3の画像を撮像し、
前記第1の画像に基づいて、前記一方側のねじ溝の輪郭を抽出して、少なくとも隣接する2つのねじ溝の中心位置を算出した後、該隣接するねじ溝の中心位置の前記軸線に沿った方向の間隔であるピッチを算出すると共に、第1の画像において予め設定された第1の基準位置と前記一方側のねじ溝の中心位置との間の、前記ねじ軸の径方向における距離を算出し、
前記第2の画像に基づいて、前記他方側に位置するねじ軸の外周に対応した外周輪郭を抽出して、該第2の画像において予め設定された第2の基準位置と前記他方側の外周輪郭との間の、前記径方向における距離を算出し、
前記第3の画像に基づいて、前記他方側のねじ溝の輪郭を抽出して、該他方側のねじ溝の中心位置を算出するとともに、前記ねじ軸の他方側の外周に対応した外周輪郭を抽出して、前記他方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の、前記ねじ軸の径方向における距離を算出し、
ついで、得られた前記第1の基準位置と前記一方側のねじ溝の中心位置との間の前記径方向の距離、前記第2の基準位置と前記他方側の外周輪郭との間の前記径方向の距離、及び前記他方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の前記径方向の距離、並びに予め得られた第1の基準位置と第2の基準位置との間の前記径方向の距離に基づいて、ねじ溝の有効径を算出するようにしたねじ軸測定方法に係る。
The present invention also provides a method for measuring a screw shaft, comprising:
Two imaging cameras, first and second, are arranged so as to face the screw shaft and have their optical axes parallel to each other. After arranging them side by side at a predetermined interval so that the angle of the lead of the thread groove located on the outer peripheral portion on one side of the axis of the screw shaft is the same,
The first image capturing camera captures a first image including the thread groove on the one side, and the second image capturing camera captures the image on the other side opposite to the one side across the axis. capturing a second image including the located thread groove;
Next, after reversing the screw shaft by 180° around the axis, a third image including the thread groove on the other side rotated to the region on the one side by the first imaging camera and
Based on the first image, the outline of the thread groove on the one side is extracted, and after calculating the center positions of at least two adjacent thread grooves, the center positions of the adjacent thread grooves along the axis The distance in the radial direction of the screw shaft between the first reference position preset in the first image and the center position of the thread groove on the one side is calculated. calculate,
Based on the second image, an outer circumference contour corresponding to the outer circumference of the screw shaft located on the other side is extracted, and a second reference position preset in the second image and the outer circumference of the other side are extracted. calculating the distance in the radial direction between the contour,
Based on the third image, the contour of the thread groove on the other side is extracted, the center position of the thread groove on the other side is calculated, and the outer circumference contour corresponding to the outer circumference of the screw shaft on the other side is calculated. extracting and calculating the distance in the radial direction of the screw shaft between the center position of the thread groove on the other side and the outer peripheral contour on the other side;
Next, the radial distance between the obtained first reference position and the center position of the thread groove on the one side, the diameter between the second reference position and the outer peripheral contour on the other side, and the distance in the direction, the radial distance between the center position of the thread groove on the other side and the outer peripheral contour on the other side, and the distance between the first reference position and the second reference position obtained in advance A screw shaft measuring method for calculating an effective diameter of a screw groove based on the radial distance of the above.

そして、このねじ軸測定方法は、以下の構成を備えたねじ軸測定装置によって、好適に実施される。即ち、このねじ軸測定装置は、
前記ねじ軸をその軸線を中心として回転可能に支持する支持部と、
前記ねじ軸を前記軸線を中心として回転させる回転装置と、
前記ねじ軸と対峙し、且つ光軸が相互に平行になるように配設された第1及び第2の2台の撮像カメラと、
前記回転装置及び撮像カメラの動作を制御する制御装置と、
前記撮像カメラによって撮像された画像を処理して、前記ねじ軸の寸法を算出する寸法算出部とを備えて構成され、
前記第1及び第2の撮像カメラは、該撮像カメラ側から見た平面において、両光軸が前記ねじ軸の軸線を境とした一方側の外周部に位置するねじ溝のリードとその角度が一致するように、所定の間隔で並設され、
前記制御装置は、前記回転装置を制御して前記ねじ軸を初期位置に位置させた状態で、前記第1の撮像カメラを動作させて、前記一方側のねじ溝を含んだ第1の画像を撮像させると共に、前記第2の撮像カメラを動作させて、前記軸線を挟んで前記一方側とは反対側の他方側に位置するねじ溝を含んだ第2の画像を撮像させる処理と、
この後、前記回転装置を駆動して、前記ねじ軸を、前記軸線を中心として180°反転させた状態で、前記第1の撮像カメラを動作させて、前記一方側の領域に回転された前記他方側のねじ溝を含んだ第3の画像を撮像させる処理とを実行するように構成され、
前記寸法算出部は、前記第1の画像に基づいて、前記一方側のねじ溝の輪郭を抽出して、少なくとも隣接する2つのねじ溝の中心位置を算出した後、該隣接するねじ溝の中心位置の前記軸線に沿った方向の間隔であるピッチを算出すると共に、第1の画像において予め設定された第1の基準位置と前記一方側のねじ溝の中心位置との間の、前記ねじ軸の径方向における距離を算出する処理と、
ついで、第2の画像に基づいて、前記他方側に位置するねじ軸の外周に対応した外周輪郭を抽出して、該第2の画像において予め設定された第2の基準位置と前記他方側の外周輪郭との間の、前記径方向における距離を算出する処理と、
前記第3の画像に基づいて、前記他方側のねじ溝の輪郭を抽出して、該他方側のねじ溝の中心位置を算出するとともに、前記ねじ軸の他方側の外周に対応した外周輪郭を抽出して、前記他方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の、前記径方向における距離を算出する処理と、
ついで、得られた前記第1の基準位置と前記一方側のねじ溝の中心位置との間の距離、前記第2の基準位置と前記他方側の外周輪郭との間の前記径方向の距離、及び前記他方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の前記径方向の距離、並びに予め得られた第1の基準位置と第2の基準位置との間の前記径方向の距離に基づいて、ねじ溝の有効径を算出する処理とを実行するように構成されていることを特徴とするねじ軸測定装置。
This threaded shaft measuring method is suitably carried out by a threaded shaft measuring device having the following configuration. That is, this screw axis measuring device
a support portion that supports the screw shaft so as to be rotatable about its axis;
a rotating device that rotates the screw shaft about the axis;
two imaging cameras, first and second, facing the screw shaft and arranged such that their optical axes are parallel to each other;
a control device for controlling the operation of the rotating device and the imaging camera;
a dimension calculation unit that processes the image captured by the imaging camera and calculates the dimension of the screw shaft,
In the plane viewed from the imaging camera side, both optical axes of the first and second imaging cameras are located on the outer periphery on one side of the axis of the screw shaft. arranged side by side at predetermined intervals so as to match,
The control device controls the rotating device to position the screw shaft at an initial position, and operates the first imaging camera to capture a first image including the thread groove on the one side. A process of capturing an image and operating the second image capturing camera to capture a second image including the thread groove located on the other side opposite to the one side across the axis;
After that, the rotating device is driven to reverse the screw shaft by 180° around the axis, and the first imaging camera is operated to rotate the screw shaft to the one side region. and a process of capturing a third image including the thread groove on the other side,
Based on the first image, the dimension calculation unit extracts the contour of the thread groove on the one side, calculates the center positions of at least two adjacent thread grooves, and then calculates the centers of the adjacent thread grooves. A pitch, which is an interval in the direction along the axis of the positions, is calculated, and the screw axis between a first reference position preset in the first image and the center position of the thread groove on the one side. A process of calculating the distance in the radial direction of
Next, based on the second image, an outer circumference contour corresponding to the outer circumference of the screw shaft located on the other side is extracted, and a second reference position preset in the second image and the other side are extracted. A process of calculating the distance in the radial direction between the outer peripheral contour;
Based on the third image, the contour of the thread groove on the other side is extracted, the center position of the thread groove on the other side is calculated, and the outer circumference contour corresponding to the outer circumference of the screw shaft on the other side is calculated. a process of extracting and calculating the distance in the radial direction between the center position of the thread groove on the other side and the outer peripheral contour on the other side;
Then, the distance between the obtained first reference position and the center position of the thread groove on the one side, the radial distance between the second reference position and the outer peripheral contour on the other side, and the radial distance between the center position of the thread groove on the other side and the outer peripheral contour on the other side, and the radial distance between the first reference position and the second reference position obtained in advance and calculating the effective diameter of the thread groove based on the distance of .

この態様(第2の態様)のねじ軸測定方法及びねじ軸測定装置においても、ねじ軸と対峙するように配設された第1及び第2の2台の撮像カメラにより撮像したねじ軸の第1の画像、第2の画像及び第3の画像に基づいて、寸法算出部によりねじ溝のピッチ及び有効径を算出するようにしているので、非接触の態様で当該ねじ溝のピッチ及び有効径を算出することができる。 In the screw shaft measuring method and screw shaft measuring device of this aspect (second aspect) as well, the first and second images of the screw shaft captured by the first and second imaging cameras arranged to face the screw shaft are provided. Based on the first image, the second image and the third image, the pitch and effective diameter of the thread groove are calculated by the dimension calculating unit, so that the pitch and effective diameter of the thread groove can be calculated in a non-contact manner. can be calculated.

そして、この第2の態様のねじ軸測定装置も、ねじ軸を加工するNC工作機械に組み込むことができるので、当該NC工作機械内において、加工後のねじ軸の寸法を直ちに測定することができ、ねじ溝が所定の寸法に仕上がっていない場合に、その修正が可能な場合には、測定後、当該NC工作機械内において直ちに修正加工を行うことができる。斯くして、このようにすることで、高精度なねじ軸を効率的に製造することができる。 Since the screw shaft measuring device of the second aspect can also be incorporated in an NC machine tool for processing a screw shaft, the dimension of the screw shaft after processing can be immediately measured in the NC machine tool. If the thread groove is not finished to the prescribed dimensions, and if it can be corrected, it can be corrected within the NC machine tool immediately after the measurement. Thus, by doing so, a high-precision screw shaft can be efficiently manufactured.

尚、この第2の態様のねじ軸測定方法及びねじ軸測定装置は、ねじ軸の直径が大きく、一台の撮像カメラではねじ軸の径方向の全体の画像を撮像できない場合でも対応することができ、この場合に特に有益である。 The screw shaft measuring method and the screw shaft measuring apparatus of the second aspect can cope with the case where the diameter of the screw shaft is large and a single imaging camera cannot capture the entire image of the screw shaft in the radial direction. and is particularly useful in this case.

また、本発明では、上述した第1及び第2の態様において、前記撮像カメラによって撮像されるねじ軸の撮像部位を照明装置によって照明するのが好ましい。このように撮像部位を照明することで、鮮明な画像を取得することができ、ねじ溝のピッチ及び有効径を高い精度で算出することができる。 Moreover, in the present invention, in the above-described first and second aspects, it is preferable that the imaging portion of the screw shaft imaged by the imaging camera is illuminated by an illumination device. By illuminating the imaging region in this way, a clear image can be obtained, and the pitch and effective diameter of the thread groove can be calculated with high accuracy.

また、本発明では、前記照明装置は、前記撮像カメラの撮像方向とは逆方向から前記撮像部位を照明するように構成されているのが好ましい。このように照明することで、より鮮明な輪郭画像を取得することができ、ねじ溝のピッチ及び有効径をより高い精度で算出することができる。 Further, in the present invention, it is preferable that the lighting device is configured to illuminate the image pickup part from a direction opposite to the image pickup direction of the image pickup camera. By illuminating in this manner, a clearer contour image can be acquired, and the pitch and effective diameter of the thread groove can be calculated with higher accuracy.

上述したように、本発明に係るねじ軸測定方法及びねじ軸測定装置によれば、ねじ軸と対峙するように配設された撮像カメラにより撮像したねじ軸の画像に基づいて、寸法算出部によりねじ溝のピッチ及び有効径を算出するようにしているので、非接触の態様で当該ねじ溝のピッチ及び有効径を算出することができる。 As described above, according to the screw shaft measuring method and the screw shaft measuring apparatus of the present invention, the dimension calculator calculates the Since the pitch and effective diameter of the thread groove are calculated, the pitch and effective diameter of the thread groove can be calculated in a non-contact manner.

また、本発明に係るねじ軸測定装置は、ねじ軸を加工するNC工作機械に組み込むことができるので、当該NC工作機械内において、加工後のねじ軸の寸法を直ちに測定することができる。そして、このようにNC工作機械内においてねじ軸の寸法を測定することで、そのねじ溝が所定の寸法に仕上がっていない場合に、その修正が可能な場合には、測定後、当該NC工作機械内において直ちに修正加工を行うことができ、このようにすることで、高精度なねじ軸を効率的に製造することができる。 In addition, since the screw shaft measuring device according to the present invention can be incorporated into an NC machine tool that processes a screw shaft, it is possible to immediately measure the dimensions of the screw shaft after processing in the NC machine tool. By measuring the dimension of the screw shaft in the NC machine tool in this way, if the thread groove is not finished to the predetermined dimension, if it can be corrected, after the measurement, the NC machine tool Corrective machining can be performed immediately inside the screw shaft, and by doing so, a high-precision screw shaft can be efficiently manufactured.

本発明の一実施形態に係る複合加工装置の主要構成を示した斜視図である。1 is a perspective view showing the main configuration of a multitasking machine according to one embodiment of the present invention; FIG. 本実施形態に係る複合加工装置によるねじ軸の加工方法説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a method for machining a screw shaft by the multitasking machine according to the present embodiment; 本実施形態に係る複合加工装置によるねじ軸の加工方法説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a method for machining a screw shaft by the multitasking machine according to the present embodiment; 図3における矢視A方向から見た説明図である。FIG. 4 is an explanatory view seen from the direction of arrow A in FIG. 3; 本実施形態に係る研削ユニットを示した断面図である。It is a sectional view showing a grinding unit concerning this embodiment. 本実施形態に係る研削ユニット用の収容装置を示した斜視図である。Fig. 2 is a perspective view showing a housing device for a grinding unit according to the embodiment; 本実施形態に係る研削ユニットの使用方法を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining how to use the grinding unit according to the present embodiment. 本実施形態に係る研削ユニットの使用方法を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining how to use the grinding unit according to the present embodiment. 本実施形態に係る収容装置の動作を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining operation of a storage device concerning this embodiment. 本実施形態に係る収容装置の動作を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining operation of a storage device concerning this embodiment. 本実施形態に係る振れ止めユニットを示した斜視図である。It is the perspective view which showed the anti-vibration unit which concerns on this embodiment. 図11における矢視B-B方向の断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view in the direction of arrows BB in FIG. 11; 図11における矢視C方向から見た斜視図である。12 is a perspective view seen from the direction of arrow C in FIG. 11; FIG. 本実施形態に係るチャックを示した斜視図である。It is the perspective view which showed the chuck|zipper which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るチャックの把持爪を示した斜視図である。4 is a perspective view showing gripping claws of the chuck according to the embodiment; FIG. 本実施形態に係るチャックの動作を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining operation of a chuck concerning this embodiment. 本実施形態に係る定寸装置を格納するカバー体を示した斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a cover body that houses the sizing device according to the present embodiment; 本実施形態に係る定寸装置の一部を示した斜視図である。It is a perspective view showing a part of the sizing device according to the present embodiment. 本実施形態に係る定寸装置を示した平断面図である。1 is a cross-sectional plan view showing a sizing device according to the present embodiment; FIG. 本実施形態に係る定寸装置を示した正断面図である。1 is a front cross-sectional view showing a sizing device according to the present embodiment; FIG. 本実施形態に係るロータリドレッサが設けられる部分を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the part in which the rotary dresser which concerns on this embodiment is provided. 本実施形態に係るロータリドレッサを用いた研削砥石の形状修正を説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining shape correction of a grinding wheel using the rotary dresser according to the present embodiment; 本実施形態に係るポイントドレッサを用いた研削砥石の形状修正を説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining shape correction of a grinding wheel using the point dresser according to the present embodiment; 本実施形態に係るポイントドレッサを用いた研削砥石の形状修正を説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining shape correction of a grinding wheel using the point dresser according to the present embodiment; 本実施形態に係る研削砥石を用いた加工方法を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining a processing method using a grinding wheel concerning this embodiment. 本実施形態に係るねじ軸測定装置が測定位置に配置された状態を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a state in which a screw shaft measuring device according to this embodiment is placed at a measuring position; FIG. 本実施形態に係るねじ軸測定装置の構成を説明するための説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is explanatory drawing for demonstrating the structure of the screw shaft measuring device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るねじ軸測定装置の構成を示したブロック図である。It is a block diagram showing the configuration of the screw shaft measuring device according to the present embodiment. 本実施形態に係るねじ軸測定装置における測定方法を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining a measuring method in a screw axis measuring device concerning this embodiment. 本発明の他の実施形態に係るねじ軸測定装置における測定方法を説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a measuring method in a screw shaft measuring device according to another embodiment of the present invention;

以下、本発明の一実施形態について、図1-図29を参照しながら説明する。図1は、ねじ軸を加工可能に構成されたNC工作機械である本例の複合加工装置の主要構成を示した斜視図である。尚、以下では、ボールねじのねじ軸を加工対象として説明するが、本例の複合加工装置で加工可能な対象物はこれに限られるものではない。特に、ねじ軸としては、ボールねじの他、台形ねじなど各種のねじ軸を加工可能である。また、以下では、ねじ軸を製作するための材料を軸状ワークと称する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 29. FIG. FIG. 1 is a perspective view showing the main configuration of a multitasking machine of this example, which is an NC machine tool configured to be able to machine screw shafts. In the following description, a screw shaft of a ball screw is described as an object to be machined, but an object that can be machined by the multitasking machine of this example is not limited to this. In particular, as the screw shaft, various screw shafts such as a trapezoidal screw can be processed in addition to the ball screw. Moreover, below, the material for manufacturing a screw shaft is called a shaft-shaped work.

本例の複合加工装置1は、複合加工機2、制御装置3、定寸装置90及びねじ軸測定装置110を備えて構成される。以下、各部の詳細について説明する。
[複合加工機]
<複合加工機の基本的構成>
前記複合加工機2は、ベッド(図示せず)と、このベッド(図示せず)上に、図1に示した矢示Z軸方向に移動可能に配設されたコラム(図示せず)と、同じくベッド(図示せず)上に配設された第1主軸台8、第2主軸台10及び刃物台15などから構成される汎用の加工機であって、更に、第2主軸台10の上方に配設された収容装置60などを備えている。
A multi-tasking machine 1 of this example comprises a multi-tasking machine 2 , a control device 3 , a sizing device 90 and a screw axis measuring device 110 . The details of each unit will be described below.
[Multitasking machine]
<Basic configuration of multitasking machine>
The multitasking machine 2 includes a bed (not shown) and a column (not shown) movably disposed on the bed (not shown) in the Z-axis direction shown in FIG. , a first headstock 8, a second headstock 10, and a tool post 15, which are also arranged on a bed (not shown). It has a storage device 60 and the like arranged above.

<工具主軸>
前記コラム(図示せず)は、X軸及びY軸方向に移動可能にクイル6を保持しており、このクイル6には工具主軸7が設けられ、工具主軸7には、研削ユニット40の他各種工具が装着されるようになっている。そして、研削ユニット40は、前記収容装置60に収容されるようになっており、所定の動作によって工具主軸7への着脱が行なわれる。また、研削ユニット40以外の工具は適宜位置に設けられた工具マガジン(図示せず)に格納されており、この工具マガジン(図示せず)の近傍の工具交換位置に配設された工具交換装置(図示せず)によって、工具主軸7への着脱が行なわれる。また、この工具主軸7は、Y軸と平行な回転軸を中心に回転可能にクイル6に保持されている。
<Tool Spindle>
The column (not shown) holds a quill 6 movably in the X-axis and Y-axis directions. Various tools are attached. The grinding unit 40 is housed in the housing device 60, and is attached to and detached from the tool spindle 7 by a predetermined operation. Tools other than the grinding unit 40 are stored in a tool magazine (not shown) provided at an appropriate position. Attachment/detachment to/from the tool spindle 7 is performed by (not shown). Also, the tool spindle 7 is held by the quill 6 so as to be rotatable around a rotation axis parallel to the Y-axis.

<主軸台>
前記第1主軸台8は第1主軸9を回転自在に保持するとともに、内部に第1主軸9を回転させる駆動モータを備えており、同様に第2主軸台10は第2主軸11を回転自在に保持するとともに、内部に第2主軸10を回転させる駆動モータを備えている。そして、これら第1主軸台8及び第2主軸台10は相互に対向し、且つ第1主軸9と第2主軸11の軸線が同軸となるように配設され、また、第2主軸台10は第1主軸台8に対して、Z軸方向に進退可能になっている。
<Headstock>
The first headstock 8 rotatably holds the first main spindle 9 and is equipped with a drive motor for rotating the first main spindle 9 inside. and a drive motor for rotating the second main shaft 10 is provided inside. The first headstock 8 and the second headstock 10 face each other, and are arranged so that the axes of the first and second spindles 9 and 11 are coaxial. It can move forward and backward in the Z-axis direction with respect to the first headstock 8 .

<チャック>
前記第1主軸9には第1チャック20が装着され、また、前記第2主軸11には第2チャック25が装着されており、これら第1チャック20及び第2チャック25により、軸状ワークWを把持する。尚、第1チャック20及び第2チャック25は同じ構成を備えている。したがって、以下では、代表して第1チャック20についてその構成を説明し、第2チャック25の対応する構成要素については括弧書きでその符号を付す。
<Chuck>
A first chuck 20 is mounted on the first spindle 9, and a second chuck 25 is mounted on the second spindle 11. By these first and second chucks 20 and 25, the axial workpiece W is grasp the The first chuck 20 and the second chuck 25 have the same structure. Therefore, hereinafter, the configuration of the first chuck 20 will be described as a representative, and the corresponding components of the second chuck 25 will be given the reference numerals in parentheses.

図14に示すように、第1チャック20(25)は、チャック本体21(26)と、このチャック本体21(26)の前端面から突出するように、その中心位置に設けられる心押軸24(29)と、同じくチャック本体21(26)の前端面から突出するように、周方向に等間隔に配設された3つ把持爪22(27)とを備えている。この把持爪22(27)は図示しない駆動機構によって、チャック本体21(26)の中心軸に沿った方向に進退するように構成されると共に、進出時(閉じる時)には前進端まで進出した後、中心軸に対し接近する方向に揺動して軸状ワークWを把持するように構成され、後退時(開く時)には、中心軸から径方向外方に揺動して軸状ワークWの把持を解除した後、中心軸に沿った方向に後退端まで後退するように構成されている。 As shown in FIG. 14, the first chuck 20 (25) includes a chuck body 21 (26) and a tailstock shaft 24 provided at the center of the chuck body 21 (26) so as to protrude from the front end surface of the chuck body 21 (26). (29) and three gripping claws 22 (27) equally spaced in the circumferential direction so as to protrude from the front end face of the chuck body 21 (26). The gripping claws 22 (27) are configured to advance and retreat in the direction along the central axis of the chuck body 21 (26) by a drive mechanism (not shown), and advance to the advance end when advanced (closed). Afterwards, it swings in a direction approaching the central axis to grip the shaft-like work W, and when retreating (opening), it swings radially outward from the central axis to grasp the shaft-like work W. After releasing the grip of W, it is configured to retract to the retraction end in the direction along the central axis.

斯くして、この第1チャック20(25)チャックによれば、把持爪22(27)がチャック本体21(26)の中心軸に向けて揺動することにより、軸状ワークWがチャック本体21(26)の端面側に向けて引き込まれるように把持される。そして、このような把持動作によって、軸状ワークWを寸法精度良く加工することが可能となる。 Thus, according to the first chuck 20 (25), the gripping claws 22 (27) oscillate toward the central axis of the chuck body 21 (26), thereby moving the shaft-like workpiece W to the chuck body 21. It is gripped so as to be pulled toward the end face side of (26). By such a gripping operation, it is possible to machine the shaft-shaped workpiece W with high dimensional accuracy.

前記各把持爪22(27)の把持面23(28)は、把持する軸状ワークWの外径に応じて円弧状に形成され、且つチャック本体21(26)の端面から離反する方向に順次シフトした位置に設けられる複数の把持面(本例では、4つの把持面23a-23d(28a-28d))からなる。そして、各把持面23a-23d(28a-28d)は、各把持爪22(27)が開状態のときに、前記チャック本体21(26)の中心軸に対して径方向外方に傾斜した状態となり、チャック本体21(26)の端面に最も近い把持面23a(28a)は、当該チャック本体21(26)の中心軸に対する傾斜角が最も小さく、チャック本体21(26)の端面から遠ざかる把持面ほどその傾斜角が大きく設定され、最も遠い把持面23d(28d)は、その傾斜角が最も大きくなっている。 The gripping surface 23 (28) of each of the gripping claws 22 (27) is formed in an arcuate shape according to the outer diameter of the shaft-shaped work W to be gripped, and is successively moved away from the end surface of the chuck main body 21 (26). It consists of a plurality of gripping surfaces (in this example, four gripping surfaces 23a-23d (28a-28d)) provided at shifted positions. The gripping surfaces 23a-23d (28a-28d) are inclined radially outward with respect to the central axis of the chuck body 21 (26) when the gripping claws 22 (27) are in the open state. , the gripping surface 23a (28a) closest to the end surface of the chuck body 21 (26) has the smallest inclination angle with respect to the central axis of the chuck body 21 (26), and is the gripping surface farther from the end surface of the chuck body 21 (26). The angle of inclination is set larger as the angle increases, and the angle of inclination of the farthest gripping surface 23d (28d) is the largest.

また、各把持面23a-23d(28a-28d)は、チャック本体21(26)の端面から遠ざかる方向に向けて順次曲率が異なっており、チャック本体21(26)の端面に最も近い把持面23a(28a)は、その曲率が最も小さく、チャック本21(26)の端面から遠ざかる把持面ほどその曲率が大きくなっており、最も遠い把持面23d(28d)は、その曲率が最も大きくなっている。 The gripping surfaces 23a to 23d (28a to 28d) have different curvatures in order in the direction away from the end surface of the chuck body 21 (26), and the gripping surface 23a closest to the end surface of the chuck body 21 (26). (28a) has the smallest curvature, and the curvature increases with the distance from the end surface of the chuck book 21 (26), and the farthest gripping surface 23d (28d) has the largest curvature. .

斯くして、以上の構成を備えた本例の第1チャック20及び第2チャック25では、1種類の把持爪22,27によって、異なる4つの外径の軸状ワークWを把持することできる。そして、この第1チャック20及び第2チャック25によれば、従来に比べて、用意すべき把持爪の個数を減らすことができ、この結果、当該第1チャック20及び第2チャック25に係る設備コストを低減することができるとともに、その管理の複雑さを緩和することができ、効率の良い運用を行うことができる。また、軸状ワークWの外径に合わせて把持爪22(27)を交換する回数が減少するので、段取り時間を低減することができ、これに伴って加工時間を短縮することができる。 Thus, in the first chuck 20 and the second chuck 25 of this example having the above configurations, one type of gripping claws 22 and 27 can grip four shaft-shaped workpieces W having different outer diameters. According to the first chuck 20 and the second chuck 25, the number of gripping claws to be prepared can be reduced compared to the conventional art. The cost can be reduced, the complexity of the management can be eased, and efficient operation can be performed. In addition, since the number of times of replacing the gripping claws 22 (27) according to the outer diameter of the shaft-shaped work W is reduced, the setup time can be reduced, and the machining time can be shortened accordingly.

また、この第1チャック20及び第2チャック25では、軸状ワークWの両端面に穿孔されたセンタ穴に前記心押軸24,29の先端が挿入されることにより、当該軸状ワークWを保持した状態で、前記把持爪22,27によって当該軸状ワークWの端部を把持することができる。 In the first chuck 20 and the second chuck 25, the tip of the tailstock shafts 24 and 29 are inserted into the center holes drilled in both end surfaces of the shaft-like work W, thereby moving the shaft-like work W. In the held state, the gripping claws 22 and 27 can grip the ends of the shaft-shaped work W. As shown in FIG.

また、図23及び図24に示すように、第1チャック20の外周寄りの端面には、第1ポイントドレッサ32及び第2ポイントドレッサ33が取り付けられている。第1ポイントドレッサ32は、その軸部が第1チャック20の中心軸に向けて傾斜するように配設され、第2ポイントドレッサ33はその軸部が第1チャック20の径方向外方に延出するように配設され、各軸部の先端に設けられたダイヤモンドによって研削砥石Tの形状が修正されるようになっている。 As shown in FIGS. 23 and 24, a first point dresser 32 and a second point dresser 33 are attached to the end surface of the first chuck 20 near the outer periphery. The first point dresser 32 is arranged so that its shaft portion is inclined toward the central axis of the first chuck 20 , and the second point dresser 33 has its shaft portion extending radially outward of the first chuck 20 . The shape of the grinding wheel TG is modified by a diamond provided at the tip of each shaft.

尚、本例の研削砥石Tは軸部の先端に砥石部を形成した構造を有しており、砥石部は先端に向けて先細となる順テーパ部Gaと、この順テーパ部Gaから軸側に向けて先細となる逆テーパ部Gbからなり、前記第1ポイントドレッサ32により逆テーパ部Gbの形状が修正され、第2ポイントドレッサ33により順テーパ部Gaの形状が修正される。この研削砥石Tでは、図25に示すように、順テーパ部Gaを用いて軸状ワークWの外周面を研削加工することができ、逆テーパ部Gbを用いて軸状ワークWの端面を研削加工することができる。 The grinding wheel TG of this example has a structure in which a grindstone portion is formed at the tip of a shaft portion. The first point dresser 32 corrects the shape of the reverse tapered portion Gb, and the second point dresser 33 corrects the shape of the forward tapered portion Ga. As shown in FIG. 25, this grinding wheel TG can grind the outer peripheral surface of the shaft-shaped work W using the forward taper portion Ga, and grind the end surface of the shaft-shaped work W using the reverse taper portion Gb. Can be ground.

斯くして、本例では、第1チャック20の外周寄りの端面に、第1ポイントドレッサ32及び第2ポイントドレッサ33を配設しており、第1チャックの端面側の領域は、通常、干渉領域に設定され、工具を用いた加工の際に当該工具を侵入させることができない領域に設定されているので、研削砥石Tを用いた研削加工以外の他の加工を行う際に、刃物台15、工具主軸7及び他の工具などの構成物と第1ポイントドレッサ32及び第2ポイントドレッサ33とが干渉するのを確実に防止することができる。 Thus, in this example, the first point dresser 32 and the second point dresser 33 are arranged on the end face near the outer periphery of the first chuck 20, and the region on the end face side of the first chuck is normally interfered with. Since it is set in an area where the tool cannot be inserted during machining using the grinding wheel TG, the tool post is set in the area when performing other machining other than grinding using the grinding wheel TG . 15, it is possible to reliably prevent the components such as the tool spindle 7 and other tools from interfering with the first point dresser 32 and the second point dresser 33 .

尚、前記第1チャック20の把持爪22が把持した軸状ワークWの端部を加工する場合に、把持爪22と研削砥石Tとが干渉する場合には、把持爪22を後退端まで後退させることにより、把持爪22と研削砥石Tとが干渉しない状態にすることで、当該端部を加工することができる。同様に、前記第2チャック25の把持爪27が把持した軸状ワークWの端部を加工する場合に、把持爪27と研削砥石Tとが干渉する場合には、把持爪27を後退端まで後退させることにより、把持爪27と研削砥石Tとが干渉しない状態にすることで、当該端部を加工することができる。 When processing the end of the shaft-shaped work W gripped by the gripping claws 22 of the first chuck 20, if the gripping claws 22 and the grinding wheel TG interfere with each other, the gripping claws 22 must be moved to the retracted end. By retreating, the gripping claws 22 and the grinding wheel TG do not interfere with each other, so that the end portion can be processed. Similarly, when the end portion of the shaft-shaped work W gripped by the gripping claws 27 of the second chuck 25 is processed, if the gripping claws 27 and the grinding wheel TG interfere with each other, the gripping claws 27 are moved to the retracted end. By retracting the gripping claw 27 and the grinding wheel TG to a state in which they do not interfere with each other, the end can be processed.

<刃物台>
前記刃物台15は、図1に示すように、矢示X軸方向、Z軸方向及びY’軸方向に移動可能になっており、第1チャック20側の端面に、前記Z軸に平行な回転軸を中心として回転可能にタレット16を保持している。タレット16は周面が平面状の取付面となった多角柱体から構成され、図1及び図2等に示すように、当該取付面に振れ止めユニット70が取り付けられている。尚、Y’軸は前記Y軸に対して所定の角度だけ、操作側に向けて前下がりとなるように傾斜している。また、刃物台15はX軸方向の移動とY’軸方向の移動との複合動作によってY軸方向(水平方向)への移動が創成されるようになっている。
<Tool post>
As shown in FIG. 1, the tool post 15 is movable in the X-axis direction, the Z-axis direction, and the Y'-axis direction. A turret 16 is held rotatably about a rotation axis. The turret 16 is composed of a polygonal cylinder having a planar mounting surface on its peripheral surface, and as shown in FIGS. Note that the Y'-axis is inclined at a predetermined angle with respect to the Y-axis so as to fall forward toward the operating side. Further, the tool post 15 is designed to move in the Y-axis direction (horizontal direction) by a combined movement of the X-axis direction movement and the Y'-axis direction movement.

<振れ止めユニット>
前記振れ止めユニット70は、図11及び図13に示すように、一組の振れ止め装置72と、この振れ止め装置72を適宜間隔を空けて連結する連結板71と、前記振れ止め装置72に圧力流体を供給する圧力流体供給源とを備えて構成され、前記一組の振れ止め装置72は前記Z軸に沿って配設されている。尚、図11では、軸状ワークWの図示を省略している。
<Stabilizer unit>
As shown in FIGS. 11 and 13, the anti-vibration unit 70 includes a set of anti-vibration devices 72, a connecting plate 71 that connects the anti-vibration devices 72 with appropriate spacing, and the anti-vibration device 72. and a pressurized fluid supply source for supplying pressurized fluid, and the set of anti-vibration devices 72 are arranged along the Z-axis. 11, illustration of the shaft-like workpiece W is omitted.

図12に示すように、前記振れ止め装置72は、基台73と、この基台73上に設けられた受部材74と、受部材74の上方にこれと対向するように設けられた押え部材75と、この押え部材75を支持するとともに、当該押え部材75を受部材74に対して離接させるクランプ機構77などを備えて構成される。 As shown in FIG. 12, the anti-vibration device 72 includes a base 73, a receiving member 74 provided on the base 73, and a pressing member provided above the receiving member 74 so as to face it. 75 , a clamping mechanism 77 that supports the pressing member 75 and moves the pressing member 75 into and out of contact with the receiving member 74 .

前記一組の振れ止め装置72の受部材74はそれぞれ上面にV字状の溝74aを備えており、一組の振れ止め装置72は、各受部材74のV字状溝74aの底部条線が同一の線上に位置するように、所定の間隔を空けて前記連結板71に取り付けられている。そして、振れ止めユニット70は、受部材74のV字状溝74aの底部条線が前記Z軸と平行になるように前記タレット16に取り付けられる。また、前記押え部材75は前記受部材74と対向する下面に、当該受部材74のV字状溝74aに一致した、即ち、底部条線が上下で一致した同じくV字状の溝75aが形成されている。また、前記基台73には、前記受部材74から所定間隔を空けてガイド穴73aが穿設されており、このガイド穴73aには、上端部が前記押え部材75の下面に連結されガイドピン76が嵌挿されている。 The receiving members 74 of the set of anti-vibration devices 72 each have a V-shaped groove 74a on the upper surface, and the set of anti-vibration devices 72 are arranged so that the V-shaped grooves 74a of each of the receiving members 74 have bottom striations. are attached to the connecting plate 71 with a predetermined space therebetween so that they are positioned on the same line. The anti-vibration unit 70 is attached to the turret 16 so that the bottom line of the V-shaped groove 74a of the receiving member 74 is parallel to the Z-axis. In addition, the holding member 75 has a V-shaped groove 75a on the lower surface facing the receiving member 74, which coincides with the V-shaped groove 74a of the receiving member 74, that is, the bottom line is aligned vertically. It is Further, a guide hole 73a is formed in the base 73 at a predetermined distance from the receiving member 74, and the upper end of the guide hole 73a is connected to the lower surface of the pressing member 75 to provide a guide pin. 76 is inserted.

前記クランプ機構77は、前記ガイド穴73aと前記受部材74との間において、前記基台73の上面に開口するように形成されたシリンダ穴78と、このシリンダ穴78に嵌挿され、その上端部が前記押え部材75の下面に連結されたピストン79と、前記シリンダ穴78内において上下に形成される2つの圧力流体室78a,78bに選択的に圧力流体を供給する圧力流体供給部(図示せず)などから構成される。斯くして、このクランプ機構77では、圧力流体室78aに圧力流体を供給することにより、ピストン79及びこれに連結される押え部材75が下降して、軸状ワークWが受部材74のV字状溝74aの2つの内面と押え部材75のV字状溝75aの2つの内面とに当接した状態で、これら受部材74と押え部材75とによってクランプされ、圧力流体室78bに圧力流体を供給することにより、ピストン79及び押え部材75が上昇して、受部材74及び押え部材75による軸状ワークWのクランプが解除、即ち、アンクランプされる。その際、ガイド穴73aに嵌挿されたガイドピン76を設けているので、ピストン79の昇降動作はこのガイドピン76によって案内され、これにより当該ピストン79及び押え部材75はスムーズに昇降することができる。尚、圧力流体としては圧縮空気や圧油を用いることができる。 The clamping mechanism 77 has a cylinder hole 78 formed between the guide hole 73a and the receiving member 74 so as to open to the upper surface of the base 73, and is inserted into the cylinder hole 78, and the upper end of the cylinder hole 78 is inserted. A pressure fluid supply portion (see FIG. not shown). Thus, in the clamping mechanism 77, the pressure fluid is supplied to the pressure fluid chamber 78a so that the piston 79 and the pressing member 75 connected thereto are lowered, and the shaft-like workpiece W is clamped to the V-shape of the receiving member 74. It is clamped by the receiving member 74 and the pressing member 75 while being in contact with the two inner surfaces of the V-shaped groove 74a and the two inner surfaces of the V-shaped groove 75a of the pressing member 75, and the pressure fluid is supplied to the pressure fluid chamber 78b. By supplying the piston 79 and the pressing member 75, the clamping of the axial work W by the receiving member 74 and the pressing member 75 is released, that is, unclamped. At this time, since a guide pin 76 is inserted into the guide hole 73a, the vertical motion of the piston 79 is guided by the guide pin 76, so that the piston 79 and the pressing member 75 can be smoothly moved up and down. can. Compressed air or pressure oil can be used as the pressure fluid.

また、前記基台73の上面には、前記シリンダ穴78及びガイド穴73aを挟んで前記受部材74とは反対側の位置に取付板80aが立設され、更に、この取付板80aには、前記押え部材75の上方にこれと平行になるように保持板80bが固設されている。そして、この保持板80bと押え部材75との間には、前記ピストン79が連結される位置、押え部材75のV字状溝75aに対応する位置及び前記ガイドピン76が連結される位置において、それぞれ押え部材75を受部材74側に付勢するバネ体81(第1付勢部材)、バネ体82(第2付勢部材)及びバネ体83(第3付勢部材)が設けられている。斯くして、押え部材75には、ピストン79によるクランプ力に加えて、バネ体81,82,83の各付勢力が作用するため、軸状ワークWはより強固な力で受部材74及び押え部材75によって挟持される。 A mounting plate 80a is erected on the upper surface of the base 73 at a position opposite to the receiving member 74 across the cylinder hole 78 and the guide hole 73a. A holding plate 80b is fixed above the pressing member 75 so as to be parallel thereto. Between the holding plate 80b and the pressing member 75, the position where the piston 79 is connected, the position corresponding to the V-shaped groove 75a of the pressing member 75, and the position where the guide pin 76 is connected are: A spring body 81 (first biasing member), a spring body 82 (second biasing member), and a spring body 83 (third biasing member) are provided to bias the pressing member 75 toward the receiving member 74 side. . In this way, since the clamping force of the piston 79 and the urging forces of the spring bodies 81, 82, and 83 act on the pressing member 75, the shaft-like workpiece W is moved with a stronger force to the receiving member 74 and the pressing member. It is sandwiched by members 75 .

また、前記受部材74及び押え部材75は、それぞれ、前記V字状溝74a,75aに沿った一方の側面が、平面から視て、クランプした軸状ワークWの径方向の端部よりも該軸状ワークWの軸線側に位置している。 In addition, the receiving member 74 and the pressing member 75 have one side surface along the V-shaped grooves 74a and 75a, respectively, which is positioned further than the radial end of the clamped shaft-shaped work W when viewed from above. It is located on the axial side of the axial work W.

<研削ユニット>
前記研削ユニット40は、図5に示すように、回転軸45と、この回転軸45を、その一方端が外部に延出した状態で、ベアリング46によって回転自在に支持するハウジング41と、回転軸45の前記一方端に取り付けられたねじ溝研削砥石55と、回転軸45に装着されたロータ49と、ロータ49の径方向外方に位置するようにハウジング41に保持されたステータ50などを備えて構成される。このロータ49及びステータ50は駆動モータを構成するもので、外部から供給される電力によって、ロータ49、このロータ49が取り付けられる回転軸45、及び回転軸45に取り付けられたねじ溝研削砥石55が回転する。尚、ステータ50には、可撓性を有する保護チューブ56により保護されたケーブルが接続されており、このケーブルを介して前記ステータ50に電力が供給される(図6~図8等参照)。
<Grinding unit>
As shown in FIG. 5, the grinding unit 40 includes a rotating shaft 45, a housing 41 that rotatably supports the rotating shaft 45 with one end thereof extending outside, and a rotating shaft. 45, a rotor 49 mounted on the rotating shaft 45, a stator 50 held by the housing 41 so as to be positioned radially outward of the rotor 49, and the like. consists of The rotor 49 and the stator 50 constitute a drive motor, and the rotor 49, the rotary shaft 45 to which the rotor 49 is attached, and the thread groove grinding wheel 55 attached to the rotary shaft 45 are driven by electric power supplied from the outside. Rotate. A cable protected by a flexible protection tube 56 is connected to the stator 50, and power is supplied to the stator 50 through this cable (see FIGS. 6 to 8, etc.).

前記ハウジング41は、前記ステータ50が挿入された本体部42と、この本体部42の両端に取り付けられて、それぞれ前記ベアリング46を保持する環状部材43,44とから構成される。そして、環状部材44から外方に延出される回転軸45には蓋体47a,47bが外嵌され、更に当該回転軸45の端部には第1挟持部材54が外嵌され、この第1挟持部材54と共に前記回転軸45の端部に連結される第2挟持部材53によってねじ溝研削砥石55が挟持される。また、環状部材43の端面にはカバー体48が設けられている。 The housing 41 comprises a body portion 42 into which the stator 50 is inserted, and annular members 43 and 44 attached to both ends of the body portion 42 and holding the bearings 46, respectively. Lids 47a and 47b are fitted on a rotary shaft 45 extending outward from the annular member 44, and a first clamping member 54 is fitted onto the end of the rotary shaft 45. A thread groove grinding grindstone 55 is held by a second holding member 53 connected to the end of the rotating shaft 45 together with the holding member 54 . A cover body 48 is provided on the end surface of the annular member 43 .

前記本体部42の外面には、当該研削ユニット40を前記工具主軸7に装着するための第1被保持部51が設けられ、この第1被保持部51とは反対側の前記本体部42の外面に、第2被保持部52が設けられている。尚、図5において、この第2被保持部52については、その断面の図示を省略している。 A first held portion 51 for mounting the grinding unit 40 on the tool spindle 7 is provided on the outer surface of the main body portion 42 , and the main body portion 42 on the side opposite to the first held portion 51 is provided. A second held portion 52 is provided on the outer surface. In FIG. 5, illustration of the cross section of the second held portion 52 is omitted.

ところで、図21に示すように、前記第2主軸台10の上方には、ねじ溝研削砥石55の研削作用面の形状を修正するロータリドレッサ30が設けられており、更に、ねじ溝研削砥石55が形状を修正するための修正位置に在るときに、当該ねじ溝研削砥石55を検出する渦流センサ31が設けられており、この渦流センサ31によって、ねじ溝研削砥石55が修正位置に位置していることが検出されるようになっている。 By the way, as shown in FIG. An eddy current sensor 31 is provided to detect the thread grinding wheel 55 when it is at a correction position for correcting the shape. is detected.

斯くして、研削ユニット40をその回転軸45の軸線がX軸方向においてロータリドレッサ30の軸線と一致する位置に移動させ、ついで、Z軸方向に研削ユニット40を移動させて、当該研削ユニット40を前記渦流センサ31によって検出される位置に位置決めした後、ロータリドレッサ30に接近するようにY軸方向に移動させて、回転しているねじ溝研削砥石55の外周面を、同じく回転しているロータリドレッサ30の外周面に当接させることより、ねじ溝研削砥石55の外周面である研削作用面の形状を修正することができる。 Thus, the grinding unit 40 is moved to a position where the axis of the rotary shaft 45 coincides with the axis of the rotary dresser 30 in the X-axis direction, and then the grinding unit 40 is moved in the Z-axis direction so that the grinding unit 40 is positioned at a position detected by the eddy current sensor 31, and then moved in the Y-axis direction so as to approach the rotary dresser 30, so that the outer peripheral surface of the rotating thread groove grinding wheel 55 is also rotated. By abutting on the outer peripheral surface of the rotary dresser 30, the shape of the grinding action surface, which is the outer peripheral surface of the thread groove grinding wheel 55, can be corrected.

この研削ユニット40は、図1、図6-図10に示す収容装置60に収納されており、当該研削ユニット40を用いて軸状ワークWを加工する際に、収容装置60から取り出されて前記工具主軸7に装着される。 This grinding unit 40 is housed in a housing device 60 shown in FIGS. It is attached to the tool spindle 7 .

<収容装置>
前記収容装置60は、図1に示すように、第2主軸台10の上方に配設されている。この収容装置60は、図1、図6-図10に示すように、研削ユニット40を出し入れするための開口を有し、内部に研削ユニット40が収容される空間を有する収容体61と、収容体61の開口部を開閉する蓋体63と、前記収容体61内に配設される開閉機構62、進退機構67、プーリ65、スライド・付勢部66及び係止部材69などから構成される。
<Accommodation device>
The accommodation device 60 is arranged above the second headstock 10, as shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 6 to 10, the housing device 60 includes a housing body 61 having an opening for inserting and removing the grinding unit 40 and having a space for housing the grinding unit 40 therein; It is composed of a cover 63 for opening and closing the opening of the body 61, an opening/closing mechanism 62 disposed in the container 61, a forward/backward mechanism 67, a pulley 65, a slide/biasing portion 66, a locking member 69, and the like. .

前記進退機構67は、前記研削ユニット40の第2被保持部52を介して当該研削ユニット40を着脱自在に保持する保持機構としてのツール保持部67aと、このツール保持部67aを、前記収容体61内に設定された収容位置(図6及び図9参照)と、前記収容体61の外部に設定された取出位置(図7及び図10参照)との間で、前記開口を通して矢示Z軸方向に進退させるエアシリンダ67bとから構成される。そして、図10に示すように、研削ユニット40は、そのねじ溝研削砥石55が上側となるとともに、第2被保持部52が収容体61側に位置し、且つ第1被保持部51が収容体61とは反対側に位置する姿勢でツール保持部67aに保持される。尚、前記エアシリンダ67bは、外部に設けられた適宜圧縮空気供給源に接続されており、この圧縮空気供給源から加圧された圧縮空気が当該エアシリンダ67bに供給される。 The advance/retreat mechanism 67 includes a tool holding portion 67a as a holding mechanism that detachably holds the grinding unit 40 via the second held portion 52 of the grinding unit 40, and the tool holding portion 67a as the holding body. 6 and 9) and the removal position (see FIGS. 7 and 10) set outside the container 61. and an air cylinder 67b that advances and retreats in the direction. As shown in FIG. 10, the grinding unit 40 has the thread groove grinding wheel 55 on the upper side, the second held portion 52 is located on the housing body 61 side, and the first held portion 51 is housed. It is held by the tool holding portion 67a in a posture located on the opposite side of the body 61. As shown in FIG. The air cylinder 67b is connected to an appropriate compressed air supply source provided outside, and compressed air pressurized from this compressed air supply source is supplied to the air cylinder 67b.

前記スライド・付勢部66は、その長手方向が前記Z軸に沿って配設されると共に、前記プーリ65をZ軸方向に移動可能に保持すると共に、封入された圧縮空気(圧力流体)の作用によって前記開口とは反対側に向けて前記プーリ65を付勢するように構成されている。そして、このプーリ65には前記研削ユニット40に接続された前記保護チューブ56が巻き掛けられており、この保護チューブ56の他方の端部は前記収容体61内に設けられた係止部材69aによって係止され、その中間部は前記スライド・付勢部66を挟んで係止部材69aの上方に設けられたガイドリング69bに挿通されている。 The slide/biasing portion 66 is arranged with its longitudinal direction along the Z-axis, holds the pulley 65 movably in the Z-axis direction, and presses the enclosed compressed air (pressure fluid). The action is configured to bias the pulley 65 toward the side opposite to the opening. The protective tube 56 connected to the grinding unit 40 is wound around the pulley 65, and the other end of the protective tube 56 is secured by a locking member 69a provided in the container 61. The intermediate portion thereof is inserted through a guide ring 69b provided above the locking member 69a with the slide/biasing portion 66 interposed therebetween.

前記開閉機構62は、図9及び図10にその構成を部分的に示すように、長手方向が前記Z軸に沿って配設されたエアシリンダ(図示を省略)と、このエアシリンダ(図示せず)のピストンロッド62a及び前記蓋体63の接続部63aに接続したリンク部(図示を省略)とから構成され、ピストンロッド62aが進出することによって、前記蓋体63が開き、ピストンロッド62aが後退することによって蓋体63が閉じる。尚、前記エアシリンダ(図示を省略)は、前記圧縮空気供給源に接続されており、この圧縮空気供給源から加圧された圧縮空気が当該エアシリンダ(図示を省略)に供給される。 9 and 10, the opening/closing mechanism 62 includes an air cylinder (not shown) whose longitudinal direction is arranged along the Z-axis, and an air cylinder (not shown). ) and a link portion (not shown) connected to the connecting portion 63a of the lid 63. When the piston rod 62a advances, the lid 63 opens and the piston rod 62a The lid body 63 is closed by retreating. The air cylinder (not shown) is connected to the compressed air supply source, and pressurized compressed air is supplied to the air cylinder (not shown) from the compressed air supply source.

この収容装置60によれば、図6及び図7に示すように、前記研削ユニット40は、その第2被保持部52が進退機構67のツール保持部67aに保持された状態で、収容体61内の収容位置に収容される。尚、ツール保持部67aが収容位置に在るとき、スライド・付勢部66はその付勢力により前記プーリ65を前記開口とは反対側の後退端に移動させている。これにより、保護チューブ56は弛むことなくプーリ65に巻き掛けられた状態で、研削ユニット40とともに収容体61内に収容される。 According to this storage device 60, as shown in FIGS. 6 and 7, the grinding unit 40 is held by the tool holding portion 67a of the advancing/retreating mechanism 67 while the second held portion 52 is held by the holding portion 67a of the advance/retreat mechanism 67. housed in a stowed position within. When the tool holding portion 67a is at the accommodation position, the slide/biasing portion 66 moves the pulley 65 to the retracted end opposite to the opening by its biasing force. As a result, the protection tube 56 is accommodated in the accommodation body 61 together with the grinding unit 40 while being wound around the pulley 65 without slack.

[定寸装置]
前記定寸装置90は、図17-図20に示すように、前記第1主軸台8に沿って配設され、加工領域から隔離された格納領域を有するカバー体107内に格納される。このカバー体107は蓋体108によって開閉される開口を備えており、蓋体108はエアシリンダなどの適宜駆動源(図示せず)により駆動されて前記開口を開閉する。
[Sizing device]
The sizing device 90, as shown in FIGS. 17-20, is housed in a cover body 107 which is disposed along the first headstock 8 and has a storage area isolated from the machining area. The cover body 107 has an opening that is opened and closed by a lid body 108, and the lid body 108 is driven by an appropriate driving source (not shown) such as an air cylinder to open and close the opening.

前記定寸装置90は、測定ヘッド91と、この測定ヘッド91を前記カバー体107の開口を介して出し入れする移送装置93などから構成される。測定ヘッド91は、相互に接近するように付勢された2つの測定子92を有し、この2つの測定子92が軸状ワークWの外周面に接触することによって当該軸状ワークWの外径を測定するように構成される。 The sizing device 90 is composed of a measuring head 91 and a transfer device 93 for moving the measuring head 91 in and out through the opening of the cover body 107 . The measuring head 91 has two probes 92 urged to approach each other, and the two probes 92 come into contact with the outer peripheral surface of the shaft-shaped work W to move the shaft-shaped work W outside. configured to measure diameter;

前記移送装置93は、前記測定ヘッド91を移送してその測定子92を軸状ワークWの外周面に接触させるもので、測定ヘッド91を保持し、当該測定ヘッド91を第1主軸9の軸線と平行な軸線を中心として、軸状ワークWに接近させる方向(矢示E方向)と、当該軸状ワークWから離反させる方向(矢示F方向)に旋回させる旋回機構103と、この旋回機構103を第1主軸9の軸線に沿った方向(Z軸方向)に進退させる直線移送機構94とから構成される。 The transfer device 93 transfers the measuring head 91 to bring its probe 92 into contact with the outer peripheral surface of the shaft-shaped work W, holds the measuring head 91 , and moves the measuring head 91 along the axis of the first main shaft 9 . A turning mechanism 103 that turns about an axis parallel to the shaft-shaped work W in a direction (arrow E direction) to approach the shaft-shaped work W and a direction to move away from the shaft-shaped work W (arrow F direction), and this turning mechanism and a linear transfer mechanism 94 for advancing and retreating the 103 in the direction along the axis of the first main shaft 9 (the Z-axis direction).

前記直線移送機構94は、第1主軸9の軸線と直交する直交部95a及び第1主軸9の軸線と平行な平行部95bを有する平面視L字状をしたフレーム95と、このフレーム95の平行部95bにZ軸に沿って平行に配設された2本のガイドレール96と、各ガイドレール96に係合して当該ガイドレール96に沿って移動するスライダ97と、このスライダ97上にこれらに跨るように取り付けられた基台98と、この基台98上にZ軸方向に所定間隔を空けて立設された1組のブラケット99,100と、前記フレーム95の直交部95aの背面(前記平行部95bとは反対側の面)に取り付けられた支持板101と、この支持板101に取り付けられ、そのピストンロッド102aが前記直交部95aを貫通して前記基台98に連結されたエアシリンダ102などから構成される。 The linear transfer mechanism 94 includes an L-shaped frame 95 in a plan view having an orthogonal portion 95a perpendicular to the axis of the first main shaft 9 and a parallel portion 95b parallel to the axis of the first main shaft 9; Two guide rails 96 arranged parallel to the Z-axis on the portion 95b, a slider 97 engaged with each guide rail 96 and moving along the guide rail 96, and these sliders 97 on the slider 97. a base 98 attached so as to straddle the base 98, a pair of brackets 99 and 100 erected on the base 98 at a predetermined interval in the Z-axis direction, and the back surface of the orthogonal portion 95a of the frame 95 ( and a support plate 101 attached to the surface opposite to the parallel portion 95b, and an air piston rod 102a attached to the support plate 101 and connected to the base 98 through the orthogonal portion 95a. It is composed of a cylinder 102 and the like.

前記旋回機構103は、前記2つの測定子92の前記軸状ワークWに対する接触部を含む平面が前記第1主軸9の軸線と直交するように前記測定ヘッド91を支持する旋回アーム105と、軸線が第1主軸9の軸線に沿って配設され、且つ前端部の外周面に前記旋回アーム105が連結されるとともに、前記ブラケット99に回転自在に保持される回転軸104と、前記ブラケット100に取り付けられるとともに前記回転軸104に連結され、前記回転軸104を回転させるアクチュエータ106とから構成される。このアクチュエータ106は外部から供給される圧縮空気により動作して、前記回転軸104を矢示E-F方向に回転させ、測定ヘッド91をその測定子92が軸状ワークWの外周面に接触する測定位置と、軸状ワークWから遠ざかった退避位置との間で旋回移動させる。尚、この測定ヘッド91は、退避位置に旋回した状態で前記カバー体107内に格納される。 The turning mechanism 103 includes a turning arm 105 that supports the measuring head 91 so that the plane including the contact portions of the two probes 92 with respect to the shaft-shaped work W is orthogonal to the axis of the first spindle 9, and an axis is arranged along the axis of the first main shaft 9, and the rotary arm 105 is connected to the outer peripheral surface of the front end portion, and the rotary shaft 104 is rotatably held by the bracket 99; and an actuator 106 attached and connected to the rotating shaft 104 to rotate the rotating shaft 104 . The actuator 106 is operated by externally supplied compressed air to rotate the rotary shaft 104 in the direction of arrows EF, so that the probe 92 of the measuring head 91 contacts the outer peripheral surface of the shaft-shaped work W. It is turned and moved between the measurement position and the retracted position away from the axial work W. - 特許庁The measuring head 91 is stored in the cover body 107 in a state of turning to the retracted position.

斯くして、この定寸装置90によれば、適宜駆動源(図示せず)により蓋体108を駆動してカバー体107の前記開口を開いた状態で、前記直線移送機構94のエアシリンダ102を駆動して基台98を前進させると、旋回機構103及びこれに支持される測定ヘッド91がカバー体107の開口から進出して加工領域内の旋回位置に移動し、ついで、旋回機構103のアクチュエータ106を駆動して測定ヘッド91を矢示E方向の前記測定位置に旋回させると、その測定子92が軸状ワークWの外周面に接触して、当該軸状ワークWの外径を測定可能となる。 Thus, according to the sizing device 90, the air cylinder 102 of the linear transfer mechanism 94 is driven in a state in which the opening of the cover body 107 is opened by driving the cover body 108 by a suitable drive source (not shown). is driven to move the base 98 forward, the swivel mechanism 103 and the measuring head 91 supported by it advance from the opening of the cover body 107 and move to the swivel position within the processing area. When the actuator 106 is driven to rotate the measuring head 91 to the measurement position in the direction of arrow E, the probe 92 comes into contact with the outer peripheral surface of the shaft-shaped work W to measure the outer diameter of the shaft-shaped work W. It becomes possible.

そして、軸状ワークWの外径測定を終えた後、旋回機構103のアクチュエータ106を駆動して測定ヘッド91を矢示F方向の前記退避位置に旋回させ、ついで、前記直線移送機構94のエアシリンダ102を駆動して基台98を後退させると、旋回機構103及びこれに支持される測定ヘッド91が前記旋回位置からカバー体107内の待機位置に格納される。そして、カバー体107の開口を蓋体108によって閉じることにより、カバー体107内の格納領域が加工領域から隔離される。 After the outer diameter measurement of the shaft-shaped workpiece W is completed, the actuator 106 of the turning mechanism 103 is driven to turn the measuring head 91 to the retracted position in the direction of the arrow F, and then the linear transfer mechanism 94 moves the air When the cylinder 102 is driven to retract the base 98, the swivel mechanism 103 and the measuring head 91 supported by it are retracted from the swivel position to the standby position within the cover body 107. FIG. By closing the opening of the cover body 107 with the lid body 108, the storage area in the cover body 107 is isolated from the processing area.

この定寸装置90は、これを使用しないときに、加工領域から隔離された格納領域を有するカバー体107内に格納されるので、他の加工時に用いられるクーラント液やその際に生じる切屑等によって定寸装置90が汚損されるのを防止することができ、また、当該他の加工時に、この加工に用いられる工具等と定寸装置90とが干渉するといった不都合が生じるのを防止することができる。 Since the sizing device 90 is stored in the cover body 107 having a storage area isolated from the machining area when not in use, the sizing apparatus 90 may be damaged by the coolant liquid used during other machining and chips generated at that time. It is possible to prevent the sizing device 90 from being soiled, and also to prevent inconveniences such as interference between the sizing device 90 and the tools used in the other processing. can.

[ねじ軸測定装置]
ねじ軸測定装置110は、図26及び図28に示すように、測定位置において、ねじ溝が形成された軸状ワークWと対峙し、且つ光軸が相互に平行になるように配設された第1撮像カメラ111及び第2撮像カメラ112、ねじ軸Wを挟んで前記第1撮像カメラ111及び第2撮像カメラ112の撮像方向とはそれぞれ逆方向から撮像部位を照明する第1照明装置113及び第2照明装置114、並びに、これら第1、第2撮像カメラ111,112及び第1、第2照明装置113,114を保持するフレーム115から構成される測定ユニットと、前記第1撮像カメラ111及び第2撮像カメラ112によって撮像される画像を取り込む画像入力部116と、この画像入力部116の取り込みを制御する測定動作制御部117と、画像入力部116によって取り込まれた画像データを基に、ねじ軸Wのねじ部の寸法を算出する寸法算出部118とから構成される。尚、以下において、ねじ溝が形成された軸状ワークWを特に「ねじ軸W」という。
[Screw axis measuring device]
As shown in FIGS. 26 and 28, the thread axis measuring device 110 is disposed so as to face the shaft-shaped work W having the thread grooves at the measurement position and the optical axes thereof are parallel to each other. a first imaging camera 111 and a second imaging camera 112, a first lighting device 113 that illuminates an imaging region from a direction opposite to the imaging direction of the first imaging camera 111 and the second imaging camera 112 with the screw shaft W interposed therebetween; A measurement unit composed of a second lighting device 114, a frame 115 that holds the first and second imaging cameras 111 and 112 and the first and second lighting devices 113 and 114, the first imaging camera 111 and Based on the image data captured by the image input unit 116 that captures the image captured by the second imaging camera 112, the measurement operation control unit 117 that controls capture of this image input unit 116, and the image input unit 116, the screw and a dimension calculator 118 for calculating the dimension of the threaded portion of the shaft W. In the following description, the shaft-shaped workpiece W having the thread grooves is particularly referred to as a "screw shaft W".

前記画像入力部116、測定動作制御部117及び寸法算出部118は制御装置3内で構築されており、この制御装置3には前記複合加工機2の動作を制御するための複合加工機制御部4が設けられている。また、前記寸法算出部118によって算出された寸法は適宜出力装置5、例えば、操作盤に設けられたディスプレイに出力される。 The image input unit 116, the measurement operation control unit 117, and the dimension calculation unit 118 are constructed within the control device 3. The control device 3 includes a multi-tasking machine control unit for controlling the operation of the multi-tasking machine 2 4 is provided. Also, the dimensions calculated by the dimension calculator 118 are output to the output device 5, for example, a display provided on the control panel.

尚、前記制御装置3は、CPU、RAM、ROMなどを含むコンピュータから構成され、前記複合加工機制御部4、画像入力部116、測定動作制御部117及び寸法算出部118は、コンピュータプログラムによってその機能が実現される。 The control device 3 is composed of a computer including a CPU, RAM, ROM, etc., and the multifunction machine control section 4, the image input section 116, the measurement operation control section 117, and the dimension calculation section 118 are controlled by computer programs. function is realized.

前記第1撮像カメラ111及び第2撮像カメラ112は、当該第1撮像カメラ111及び第2撮像カメラ112側から見た平面において、ねじ軸Wの軸線を境とした一方側の外周部に位置するねじ溝のリードと、両光軸の角度が一致するように、所定の間隔で並設される(図27参照)。図27は、ねじ軸Wと、第1、第2撮像カメラ111,112及び第1、第2照明装置113,114との関係を示した正面図である。同図に示すように、第1、第2照明装置113,114は、その照明光軸が第1、第2撮像カメラ111,112の撮像光軸とそれぞれ一致している。 The first imaging camera 111 and the second imaging camera 112 are positioned on the outer periphery on one side bordering on the axis of the screw shaft W in the plane viewed from the first imaging camera 111 and the second imaging camera 112 side. They are arranged side by side at predetermined intervals so that the angles of the leads of the screw grooves and the angles of both optical axes are the same (see FIG. 27). FIG. 27 is a front view showing the relationship between the screw shaft W, the first and second imaging cameras 111 and 112, and the first and second lighting devices 113 and 114. FIG. As shown in the figure, the illumination optical axes of the first and second lighting devices 113 and 114 are aligned with the imaging optical axes of the first and second imaging cameras 111 and 112, respectively.

そして、前記測定動作制御部117は、前記複合加工機制御部4を介し前記複合加工機2の第1主軸9及び第2主軸11の回転を制御して、ねじ軸Wを初期の回転位置として設定された角度位置に割り出した後、前記画像入力部116を介して、前記第1撮像カメラ111から一方側のねじ溝を含んだ第1の画像を入力すると共に、第2撮像カメラ112からねじ軸Wの軸線を挟んで前記一方側とは反対側の他方側に位置するねじ溝を含んだ第2の画像を入力する処理を行う。 Then, the measurement operation control unit 117 controls the rotation of the first main shaft 9 and the second main shaft 11 of the multi-tasking machine 2 via the multi-tasking machine control unit 4 to set the screw axis W to the initial rotational position. After indexing to the set angular position, the first image including the thread groove on one side is input from the first image capturing camera 111 via the image input unit 116, and the screw groove is input from the second image capturing camera 112. A process of inputting a second image including thread grooves positioned on the other side opposite to the one side with respect to the axis W is performed.

図29(a)に、入力される第1の画像及び第2の画像を示しており、第1撮像カメラ111によって撮像された第1の画像が上側の画像であり、第2撮像カメラ112によって撮像された第2の画像が下側の画像である。尚、図29(a)は、それぞれねじ軸Wの輪郭線を図示している。この第1の画像におけるねじ溝の輪郭画像は、第1撮像カメラ111の光軸が前記一方側のねじ溝のリード角と一致しているため、正確なねじ溝の断面に相当する輪郭画像となっている。一方、第2の画像におけるねじ溝の輪郭画像は、第2撮像カメラ112の光軸が他方側のねじ溝のリード角と一致していないため、ねじ溝の輪郭が歪んだ画像となっている。 FIG. 29A shows the first image and the second image to be input. The first image captured by the first imaging camera 111 is the upper image, and the second image captured by the second imaging camera 112 The second image captured is the lower image. In addition, FIG. 29(a) shows the outline of the screw shaft W, respectively. Since the optical axis of the first imaging camera 111 coincides with the lead angle of the thread groove on the one side, the contour image of the thread groove in the first image is an accurate contour image corresponding to the cross section of the thread groove. It's becoming On the other hand, the contour image of the thread groove in the second image is an image in which the contour of the thread groove is distorted because the optical axis of the second imaging camera 112 does not match the lead angle of the thread groove on the other side. .

次に、測定動作制御部117は、前記複合加工機制御部4を介し前記複合加工機2の第1主軸9及び第2主軸11を回転させて、前記ねじ軸Wを、その軸線を中心として180°反転させた後、前記画像入力部116を介して、前記第1撮像カメラ111から、前記一方側の領域に回転された前記他方側のねじ溝を含んだ第3の画像を入力する処理を実行する。第1撮像カメラ111によって撮像された第3の画像(ねじ軸Wの輪郭線)を図29(b)に示している。前記他方側のねじ溝は、これを前記一方側の領域に180°回転されることで、第1撮像カメラ111の光軸と当該他方側のねじ溝のリード角と一致した状態となるため、第3の画像における前記他方側のねじ溝の輪郭画像は、正確なねじ溝の断面に相当する輪郭画像となる。 Next, the measurement operation control unit 117 rotates the first main shaft 9 and the second main shaft 11 of the multi-tasking machine 2 via the multi-tasking machine control unit 4 to rotate the screw shaft W around its axis. After reversing by 180°, a process of inputting a third image including the screw groove on the other side rotated to the region on the one side from the first imaging camera 111 via the image input unit 116 to run. A third image (outline of the screw shaft W) captured by the first imaging camera 111 is shown in FIG. 29(b). By rotating the thread groove on the other side by 180° to the region on the one side, the optical axis of the first imaging camera 111 and the lead angle of the thread groove on the other side are aligned. The contour image of the thread groove on the other side in the third image is a contour image corresponding to an accurate cross section of the thread groove.

前記寸法算出部118は、上記のようにして撮像された第1の画像に基づいて、前記一方側のねじ溝の輪郭を抽出した後、少なくとも隣接する2つのねじ溝の中心位置を算出して、当該隣接するねじ溝の中心位置の前記軸線に沿った方向の間隔であるピッチを算出すると共に、第1の画像において予め設定された第1の基準位置と前記一方側のねじ溝の中心位置との間の距離であって、ねじ軸Wの径方向の距離を算出する処理を行う。 After extracting the outline of the thread groove on one side based on the first image captured as described above, the dimension calculation unit 118 calculates the center positions of at least two adjacent thread grooves. , calculating the pitch, which is the interval in the direction along the axis between the center positions of the adjacent thread grooves, and calculating the first reference position preset in the first image and the center position of the thread groove on the one side; and the distance in the radial direction of the screw axis W is calculated.

図29(a)において、第1撮像カメラ111により撮像される第1の画像はYa軸-Za軸を基準軸とした座標系で表わされ、このYa軸-Za軸座標系における原点は前記第1の基準位置であり、第1撮像カメラ111の撮像光軸と一致する。また、Ya軸はねじ軸の径方向(前記Y軸)と一致し、Za軸はねじ軸の長手方向(前記Z軸)と一致している。前記寸法算出部118は抽出したねじ溝の輪郭形状から各ねじ溝の中心位置(Ya,Za)、(Ya,Za)を算出し、ついで、隣接するねじ溝の中心位置のZ軸方向の間隔をピッチP(=Za-Za)として算出する。そして、寸法算出部118は、上述した第1の基準位置と一方側のねじ溝の中心位置との間の距離として、算出したYa(=Ya)の値を割り当てる。 In FIG. 29(a), the first image captured by the first imaging camera 111 is represented by a coordinate system with the Ya axis-Za axis as the reference axis, and the origin of this Ya axis-Za axis coordinate system is It is the first reference position and coincides with the imaging optical axis of the first imaging camera 111 . The Ya-axis coincides with the radial direction of the screw shaft (the Y-axis), and the Za-axis coincides with the longitudinal direction of the screw shaft (the Z-axis). The dimension calculator 118 calculates the center positions (Ya 1 , Za 1 ) and (Ya 2 , Za 2 ) of each thread groove from the extracted contour shape of the thread groove, and then calculates the Z of the center position of the adjacent thread groove. The axial distance is calculated as a pitch P (=Za 2 -Za 1 ). Then, the dimension calculator 118 assigns the calculated Ya 1 (=Ya 2 ) value as the distance between the first reference position and the center position of the thread groove on one side.

次に、寸法算出部118は、上述のようにして撮像された第2の画像に基づいて、前記他方側に位置するねじ軸Wの外周に対応した外周輪郭を抽出して、該第2の画像において予め設定された第2の基準位置と前記他方側の外周輪郭との間の距離であって、ねじ軸Wの径方向の距離を算出する処理を行う。 Next, the dimension calculator 118 extracts an outer circumference contour corresponding to the outer circumference of the screw shaft W located on the other side based on the second image captured as described above, and calculates the second image. Processing is performed to calculate the distance in the radial direction of the screw shaft W, which is the distance between a preset second reference position in the image and the outer peripheral contour on the other side.

図29(a)において、第2撮像カメラ112により撮像される第2の画像はYb軸-Zb軸を基準軸とした座標系で表わされ、このYb軸-Zb軸座標系における原点は前記第2の基準位置であり、第2撮像カメラ112の撮像光軸と一致する。また、Yb軸はねじ軸の径方向(前記Y軸)と一致し、Zb軸はねじ軸の長手方向(前記Z軸)と一致している。前記寸法算出部118は抽出したねじ溝の外周輪郭形状からその径方向の位置であるYbを算出し、第2の基準位置と前記他方側の外周輪郭との間の距離として、算出したYbの値を割り当てる。尚、Ypは第1撮像カメラ111の撮像光軸と第2撮像カメラ112の撮像光軸との間の前記半径方向の距離(軸間距離)であり、適宜キャリブレーションによって、予め導出されている。 In FIG. 29A, the second image captured by the second imaging camera 112 is represented by a coordinate system with the Yb axis-Zb axis as the reference axis, and the origin of this Yb axis-Zb axis coordinate system is the above-mentioned This is the second reference position and coincides with the imaging optical axis of the second imaging camera 112 . The Yb-axis coincides with the radial direction of the screw shaft (the Y-axis), and the Zb-axis coincides with the longitudinal direction of the screw shaft (the Z-axis). The dimension calculation unit 118 calculates Yb1 , which is the radial position of the extracted thread groove from the outer peripheral contour shape, and calculates Yb1 as the distance between the second reference position and the outer peripheral contour on the other side. Assign a value of 1 . Yp is the radial distance (axis distance) between the imaging optical axis of the first imaging camera 111 and the imaging optical axis of the second imaging camera 112, and is derived in advance by appropriate calibration. .

次に、寸法算出部118は、上述のようにして撮像された第3の画像に基づいて、前記他方側のねじ溝の輪郭を抽出して、該他方側のねじ溝の中心位置を算出するとともに、前記ねじ軸の他方側の外周に対応した外周輪郭を抽出して、前記他方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の前記径方向における距離を算出する処理を行う。 Next, the dimension calculator 118 extracts the outline of the thread groove on the other side based on the third image captured as described above, and calculates the center position of the thread groove on the other side. and extracting an outer circumference contour corresponding to the outer circumference of the other side of the screw shaft, and calculating the distance in the radial direction between the center position of the thread groove on the other side and the outer circumference contour of the other side. conduct.

図29(b)において、第1撮像カメラ111により撮像される第3の画像は、上述したように、Ya軸-Za軸を基準軸とした座標系で表わされる。前記寸法算出部118は、第3の画像において、前記他方側のねじ溝の輪郭を抽出し、抽出したねじ溝の輪郭形状から当該ねじ溝の中心位置(Ya,Za)を算出するとともに、ねじ軸Wの前記他方側の外周輪郭を抽出し、抽出した前記他方側の外周輪郭と前記他方側ねじ溝の中心位置(Ya,Za)との間の径方向(即ち、Ya軸方向)の距離Δ(=Ya-Ya)を算出する。 In FIG. 29(b), the third image captured by the first imaging camera 111 is expressed in a coordinate system with the Ya axis-Za axis as the reference axis, as described above. The dimension calculator 118 extracts the contour of the thread groove on the other side in the third image, and calculates the center position (Ya 3 , Za 3 ) of the thread groove from the extracted contour shape of the thread groove. , the outer peripheral contour of the other side of the screw shaft W is extracted, and the radial direction (that is, the Ya axis direction) distance Δ (=Ya 3 -Ya 4 ) is calculated.

ついで、寸法算出部118は、得られた前記第1の基準位置と前記一方側のねじ溝の中心位置との間の径方向の距離、前記第2の基準位置と前記他方側の外周輪郭との間の径方向の距離、及び前記他方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の径方向の距離、並びに予め得られた第1の基準位置と第2の基準位置との間の径方向の距離に基づいて、ねじ溝の有効径を算出する処理を行う。 Next, the dimension calculator 118 calculates the radial distance between the obtained first reference position and the center position of the thread groove on the one side, the second reference position and the outer peripheral contour on the other side. and the radial distance between the center position of the thread groove on the other side and the outer peripheral contour on the other side, and the previously obtained first reference position and second reference position Based on the radial distance between and, the effective diameter of the thread groove is calculated.

図29(c)は、この処理を分かり易く説明するための説明図であり、図29(a)における第2の画像を、相互の外周輪郭が一致するように第3の画像で置き換えたものである。即ち、図29(a)において、第2の画像における前記他のねじ溝の中心位置は、その外周輪郭からΔだけ半径方向にシフトした位置に在る。したがって、前記一方側のねじ溝の中心位置と前記他方側のねじ溝の中心位置との間の前記半径方向の距離で表わされる有効径Dは、図29(c)にも示すように、次式によって算出される。
D=Ya+Yp+Yb+Δ
寸法算出部118は、この算出式によってねじ溝の有効径Dを算出する。
FIG. 29C is an explanatory diagram for explaining this process in an easy-to-understand manner, in which the second image in FIG. is. That is, in FIG. 29(a), the center position of the other thread groove in the second image is located at a position radially shifted by Δ from the outer peripheral contour. Therefore, as shown in FIG. Calculated by the formula:
D=Ya 1 +Yp+Yb 1
The dimension calculator 118 calculates the effective diameter D of the thread groove by this calculation formula.

尚、この第1、第2撮像カメラ111,112、第1、第2照明装置113,114及びフレーム115から構成される測定ユニットは、前記測定動作制御部117による制御の下で、適宜移送装置により、測定位置と、加工領域外に設定された退避位置との間で移送されるようになっている。 The measuring unit composed of the first and second imaging cameras 111 and 112, the first and second lighting devices 113 and 114, and the frame 115 is controlled by the measuring operation control section 117, and the transfer device is appropriately controlled. is moved between the measurement position and the retreat position set outside the machining area.

以上の構成を備えた本例の複合加工装置1によれば、前記複合加工機制御部4による制御の下で、以下のようにして、前記複合加工機2により軸状ワークWからねじ軸Wが加工され、また、前記測定動作制御部117による制御の下で、複合加工機2上においてねじ軸Wが測定される。 According to the multi-tasking apparatus 1 of the present embodiment having the above configuration, under the control of the multi-tasking machine control unit 4, the multi-tasking machine 2 converts the shaft-like workpiece W into the screw shaft W in the following manner. is machined, and the screw shaft W is measured on the multitasking machine 2 under the control of the measurement operation control unit 117 .

[ねじ軸の加工]
まず、本例では、ねじ軸Wを加工するための材料として、一般的な材質の長尺の軸状ワークWが用いられる。この軸状ワークWは、両端面にセンタ穴が穿孔され、且つ予めその表面に焼き入れ加工が施されており、その径方向の所定深さにおいて、設定された硬度を有している。また、この軸状ワークWは、少なくともねじ溝が形成されるべき外周面に研削加工が施されている。
[Processing of screw shaft]
First, in this example, as a material for processing the screw shaft W, a long shaft-like work W made of a general material is used. The shaft-like work W has center holes drilled in both end faces, and the surface thereof is preliminarily quenched, and has a set hardness at a predetermined depth in the radial direction. Further, the axial work W is ground at least on the outer peripheral surface where the thread groove is to be formed.

まず、この軸状ワークWの両端を前記第1チャック20及び第2チャック25によって把持する。その際、軸状ワークWのセンタ穴に第1チャック20及び第2チャック25の心押軸24,29が押し当てられ、軸状ワークWはこの心押軸24,29によって支持された状態で、更に、把持爪22,27によって把持される。尚、上述したように、第1チャック20及び第2チャック25の各把持爪22,27には曲率が異なる4つの把持面23a-23d,28a-28dが形成されているので、1種類の把持爪22,27によって異なる4つの外径の軸状ワークWを把持することできる。 First, both ends of the axial work W are gripped by the first chuck 20 and the second chuck 25 . At this time, the tailstock shafts 24 and 29 of the first chuck 20 and the second chuck 25 are pressed against the center hole of the shaft-like work W, and the shaft-like work W is supported by the tailstock shafts 24 and 29. Furthermore, it is gripped by the gripping claws 22 and 27 . As described above, the four gripping surfaces 23a to 23d and 28a to 28d having different curvatures are formed on the gripping claws 22 and 27 of the first chuck 20 and the second chuck 25, respectively. Four shaft-like workpieces W having different outer diameters can be gripped by the claws 22 and 27 .

また、軸状ワークWはタレット16に装着された一組の振れ止め装置72の受部材74及び押え部材75によって上下からクランプされる。尚、前記刃物台15のY’軸方向の位置は、受部材74のV字状溝74a及び押え部材75のV字状溝75aの底部条線と、前記第1主軸9及び第2主軸11の軸線(言い換えれば、軸状ワークWの軸線)とが上下に一致するように、予め調整されている。このような状態で、軸状ワークWは第1チャック20及び第2チャック25によって把持され、一組の振れ止め装置72によってクランプされる。 Further, the shaft-shaped work W is clamped from above and below by a set of receiving members 74 and pressing members 75 of a set of anti-vibration devices 72 mounted on the turret 16 . The position of the tool post 15 in the Y'-axis direction is determined by the bottom striated lines of the V-shaped groove 74a of the receiving member 74 and the V-shaped groove 75a of the pressing member 75, the first main shaft 9 and the second main shaft 11. (in other words, the axis of the shaft-like workpiece W) is aligned vertically. In this state, the shaft-shaped work W is gripped by the first chuck 20 and the second chuck 25 and clamped by a set of anti-vibration devices 72 .

次に、軸状ワークWは、図2に示すように、回転切削工具であるミーリング工具Tを用いて、そのねじ溝が加工される。この加工は、工具主軸7の軸線が、軸状ワークWの軸線及びX軸を含む平面内に位置し、且つ、この平面内において所定角度で傾斜することにより、当該ミーリング工具Tの軸線が当該平面内で傾斜した状態で実行される。また、この加工は一組の振れ止め装置72の間を加工位置として実行され、前記ミーリング工具Tを軸状ワークWに対してX軸方向に所定の切り込み量で切り込ませた状態で、当該軸状ワークWを所定の回転速度で回転させるとともに、当該ミーリング工具TをZ軸方向に所定の送り量で移動させることによって、当該軸状ワークWにねじ溝が形成される。 Next, as shown in FIG. 2, the shaft-shaped work W is machined for thread grooves using a milling tool TM which is a rotary cutting tool. In this machining, the axis of the tool spindle 7 is positioned within a plane containing the axis of the axial workpiece W and the X axis, and is inclined at a predetermined angle within this plane, so that the axis of the milling tool TM is It is performed in a tilted state within the plane. Further, this machining is performed with the machining position between a set of anti-vibration devices 72, and in a state in which the milling tool TM is cut into the shaft-like workpiece W by a predetermined cutting depth in the X-axis direction, A thread groove is formed in the shaft-like work W by rotating the shaft-like work W at a predetermined rotational speed and moving the milling tool TM in the Z-axis direction by a predetermined feed amount.

そして、ミーリング工具Tを軸状ワークWに対してX軸方向に徐々に切り込ませながら当該切削動作を繰り返して実行することにより、軸状ワークWに所定形状のねじ溝を形成する。その際、軸状ワークWの回転速度とミーリング工具TのZ軸方向の送り速度とは、形成するねじ溝のピッチによって決定され、軸状ワークWの1回転当たりのミーリング工具TのZ軸方向の送り量がねじ溝のピッチと同じ値となる。そして、これにより、形成されるねじ溝のリード角が所定の角度となる。 Then, the milling tool TM is gradually cut into the shaft-like work W in the X-axis direction, and the cutting operation is repeatedly performed to form a thread groove of a predetermined shape in the shaft-like work W. As shown in FIG. At that time, the rotation speed of the shaft-shaped work W and the feed speed of the milling tool TM in the Z-axis direction are determined by the pitch of the thread groove to be formed. The feed amount in the axial direction is the same value as the thread groove pitch. As a result, the lead angle of the formed thread groove becomes a predetermined angle.

また、ミーリング工具TのZ軸方向への移動と同期させて、刃物台15、即ち、一組の振れ止め装置72を同じ送り速度で同じ移動方向(Z軸方向)に移動させる。ミーリング工具Tを用いた加工では、断続切削になるため、長尺の軸状ワークWの場合には、当該軸状ワークWに振動や変位が発生する虞があるが、一組の振れ止め装置72によって軸状ワークWをクランプした状態で加工することにより、安定した加工を実現することができ、その結果、ねじ溝を高精度に加工することができる。即ち、前記受部材74及び押え部材5は、それぞれ一つの部材から構成され、高い剛性を有するので、軸状ワークWは断続切削による大きな切削負荷が作用しても、変位や振動を生じることなく、振れ止め装置72によって安定した状態で支持される。また、ミーリング工具Tの移動と同期させて振れ止め装置72を移動させるようにしているので、ミーリング工具Tの加工位置の近傍を常に振れ止め装置72によって支持することができ、この意味においても、軸状ワークWを安定した状態で支持することができる。 Also, in synchronism with the movement of the milling tool TM in the Z-axis direction, the tool post 15, that is, the set of anti-vibration devices 72 is moved in the same movement direction (Z-axis direction) at the same feed rate. Machining using the milling tool TM involves intermittent cutting, so in the case of a long shaft-shaped work W, there is a risk that vibration or displacement may occur in the shaft-shaped work W. Stable machining can be realized by machining the shaft-shaped work W while it is clamped by the device 72, and as a result, the thread groove can be machined with high accuracy. That is, since the receiving member 74 and the pressing member 5 are each composed of one member and have high rigidity, even if a large cutting load due to intermittent cutting acts on the shaft-shaped work W, no displacement or vibration occurs. , is stably supported by the anti-vibration device 72 . In addition, since the anti-vibration device 72 is moved in synchronism with the movement of the milling tool TM, the vicinity of the machining position of the milling tool TM can always be supported by the anti-vibration device 72. In this sense, can also support the axial work W in a stable state.

また、このミーリング工具Tを用いたねじ溝加工は、荒加工及び仕上加工から構成され、本例では、荒加工には荒加工用のミーリング工具Tを用い、仕上加工には仕上加工用のミーリング工具Tを用いる。尚、仕上加工用のミーリング工具Tには、ねじ溝の形状に適合した丸型のチップを用いるのが好ましい。荒加工用及び仕上加工用のミーリング工具Tは上述した工具マガジン(図示せず)に格納され、適宜工具交換装置(図示せず)によって、工具主軸7への着脱が行なわれる。 Thread grooving using this milling tool TM consists of roughing and finishing . of milling tool TM is used. For the milling tool TM for finishing, it is preferable to use a round tip that conforms to the shape of the thread groove. The milling tools TM for rough machining and finish machining are stored in the above-mentioned tool magazine (not shown), and are appropriately attached to and detached from the tool spindle 7 by a tool changer (not shown).

前記ミーリング工具Tを用いたねじ溝の仕上加工後、次に、前記研削ユニット40を用いて、ねじ溝に対して研削加工を行う。 After finishing the thread groove using the milling tool TM , the grinding unit 40 is used to grind the thread groove.

まず、仕上加工用のミーリング工具Tを、上述した工具交換装置(図示せず)により工具主軸7から取り外して工具マガジン(図示せず)に格納するとともに、前記収納装置60を動作させて、研削ユニット40を収容体61内から取出位置に移動させる。具体的には、開閉機構62を駆動して蓋体63を開状態にした後、進退機構67を駆動して研削ユニット40を保持したツール保持部67aを前記取出位置に移動させる(図7及び図10参照)。尚、図10に示すように、研削ユニット40は、そのねじ溝研削砥石55が上側となり、第2被保持部52が収容体61側に位置し、且つ第1被保持部51が収容体61とは反対側に位置する姿勢でツール保持部67aに保持されている。 First, the milling tool TM for finishing is removed from the tool spindle 7 by the above-described tool changer (not shown) and stored in a tool magazine (not shown). The grinding unit 40 is moved from inside the container 61 to the removal position. Specifically, after the opening/closing mechanism 62 is driven to open the lid 63, the advancing/retreating mechanism 67 is driven to move the tool holding portion 67a holding the grinding unit 40 to the removal position (FIGS. 7 and 7). See Figure 10). As shown in FIG. 10, the grinding unit 40 has the thread groove grinding wheel 55 on the upper side, the second held portion 52 is located on the housing body 61 side, and the first held portion 51 is located on the housing body 61 side. is held by the tool holding portion 67a in a posture located on the opposite side.

次に、工具主軸7をその軸線が水平となり、且つその工具保持部が収容装置60側に向くように旋回させた後、当該工具主軸7をY軸方向及びX軸方向に移動させて、当該工具主軸7の軸線と前記取出位置に在る研削ユニット40の第1被保持部51の軸線が同軸となるように位置決めする。そして、この後、工具主軸7を研削ユニット40に近づくように、その工具保持部が第1被保持部51を保持可能な位置までZ軸プラス方向に移動させた後、当該工具保持部により第1被保持部51を保持させるとともに、ツール保持部67aによる第2被保持部52の保持を解除する。 Next, after rotating the tool spindle 7 so that its axis is horizontal and the tool holding portion faces the storage device 60 side, the tool spindle 7 is moved in the Y-axis direction and the X-axis direction, Positioning is performed so that the axis of the tool spindle 7 and the axis of the first held portion 51 of the grinding unit 40 at the removal position are coaxial. Thereafter, the tool spindle 7 is moved in the Z-axis positive direction to a position where the tool holding portion can hold the first held portion 51 so as to approach the grinding unit 40. The first held portion 51 is held, and the holding of the second held portion 52 by the tool holding portion 67a is released.

次に、工具主軸7を収容体61から遠ざかるように移動させることで、研削ユニット40が取出位置から加工領域内に取り出される。その際、研削ユニット40に接続された保護チューブ56が当該研削ユニット40とともに引き出されるが、保護チューブ56は前記開口とは反対側に付勢されたプーリ65に巻き掛けられ、当該プーリ65は保護チューブ56の引き出しに伴って付勢状態を保ったまま開口側に移動するので、当該保護チューブ56には常にテンションが付与され、弛緩が防止された状態で引き出される(図8参照)。また、工具主軸7が前記Z軸方向に移動する際にも、プーリ65は常に前記開口側とは反対側に付勢されているので、保護チューブ56には常にテンションが付与され、これが弛緩することは無い。したがって、工具主軸7のZ軸方向への移動によって、保護チューブ56が他の構造物に絡みつくといった不都合が生じる虞は無い。 Next, by moving the tool spindle 7 away from the container 61, the grinding unit 40 is taken out from the take-out position into the machining area. At that time, the protection tube 56 connected to the grinding unit 40 is pulled out together with the grinding unit 40, but the protection tube 56 is wound around the pulley 65 biased in the opposite direction to the opening, and the pulley 65 is protected. As the tube 56 is pulled out, it moves to the opening side while maintaining the biased state, so that the protection tube 56 is always tensioned and is pulled out in a state in which loosening is prevented (see FIG. 8). Further, even when the tool spindle 7 moves in the Z-axis direction, the pulley 65 is always urged in the opposite direction to the opening side, so that the protective tube 56 is always tensioned and loosened. There is no such thing. Therefore, there is no possibility that the protective tube 56 will become entangled with other structures due to the movement of the tool spindle 7 in the Z-axis direction.

そして、この研削工具55を用いて、軸状ワークWに形成されたねじ溝を研削加工する。具体的には、図3及び図4に示すように、一組の振れ止め装置72により軸状ワークWをクランプした状態で当該一組の振れ止め装置72の間を研削加工位置として、ねじ溝を研削加工する。その際、工具主軸7は、X軸-Z軸平面内において、ねじ溝研削砥石55の回転軸がZ軸に対してねじ溝のリード角と同じ角度になるように当該ねじ溝研削砥石55を傾斜させるとともに、ねじ溝研削砥石55の回転中心位置が軸状ワークWの軸線を含むY軸-Z軸平面に位置するように、ねじ溝研削砥石55のX軸方向の位置を位置決めする。その際、工具主軸7は、その回転軸が鉛直方向から僅かな角度だけ旋回した状態であるので、工具主軸7と他の構造物との干渉が生じることなく、ねじ溝の研削を行うことができる。 Then, using this grinding tool 55, the thread groove formed in the axial work W is ground. Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, with the shaft-shaped work W clamped by a set of anti-vibration devices 72, the grinding position is between the pair of anti-vibration devices 72, and the thread groove is to be ground. At that time, the tool spindle 7 rotates the thread groove grinding wheel 55 so that the rotation axis of the thread groove grinding wheel 55 is at the same angle as the lead angle of the thread groove with respect to the Z axis in the X-axis-Z-axis plane. In addition to tilting, the thread groove grinding wheel 55 is positioned in the X-axis direction so that the center of rotation of the thread groove grinding wheel 55 is positioned on the Y-Z plane including the axis of the shaft-like workpiece W. At this time, since the rotation axis of the tool spindle 7 is rotated by a slight angle from the vertical direction, the thread groove can be ground without interference between the tool spindle 7 and other structures. can.

そして、ねじ溝研削砥石55を軸状ワークWのねじ溝に対してY軸方向に所定の切り込み量で切り込ませた状態で、軸状ワークWを所定の回転速度で回転させ、且つ当該ねじ溝研削砥石55をZ軸方向に所定の送り速度で移動させることによって、軸状ワークWのねじ溝を研削加工する。尚、軸状ワークWの回転速度及びねじ溝研削砥石55の送り速度はねじ溝のピッチによって決定され、軸状ワークWの1回転当たりのねじ溝研削砥石55の送り量がねじ溝のピッチと同じ値となる。そして、これにより、形成されるねじ溝のリード角が所定の角度となる。 Then, in a state in which the thread groove grinding wheel 55 is cut into the thread groove of the shaft-shaped work W by a predetermined cutting amount in the Y-axis direction, the shaft-shaped work W is rotated at a predetermined rotational speed, and the thread is The thread groove of the axial work W is ground by moving the groove grinding wheel 55 in the Z-axis direction at a predetermined feed rate. The rotational speed of the shaft-shaped work W and the feed speed of the thread groove grinding wheel 55 are determined by the pitch of the thread groove, and the feed amount of the thread groove grinding wheel 55 per rotation of the shaft-shaped work W is the pitch of the thread groove. same value. As a result, the lead angle of the formed thread groove becomes a predetermined angle.

斯くして、ねじ溝研削砥石55を軸状ワークWに対してY軸方向に徐々に切り込ませながら当該研削動作を繰り返して実行することにより、軸状ワークWに形成されたねじ溝の形状を所定形状に仕上げる。その際、ねじ溝研削砥石55のZ軸方向への移動に同期させて、刃物台15を同じ送り速度で同じ移動方向(Z軸方向)に移動させることにより、振れ止めユニット70をねじ溝研削砥石55の移動に追随させる。このようにすることで、上述したミーリング工具Tを用いた加工と同様に、ねじ溝研削砥石55による加工位置の近傍を常に振れ止め装置72によって支持することができ、軸状ワークWを安定した状態で支持することができる。 Thus, by repeatedly performing the grinding operation while gradually cutting the thread groove grinding wheel 55 into the shaft-like work W in the Y-axis direction, the shape of the thread groove formed in the shaft-like work W can be changed. is finished into a predetermined shape. At that time, by moving the tool post 15 in the same movement direction (Z-axis direction) at the same feed rate in synchronism with the movement of the thread groove grinding grindstone 55 in the Z-axis direction, the anti-vibration unit 70 is used for thread groove grinding. The movement of the grindstone 55 is followed. By doing so, the vicinity of the machining position of the thread grinding grindstone 55 can always be supported by the anti-vibration device 72, similar to the machining using the milling tool TM described above, and the shaft-shaped work W can be stabilized. It can be supported as it is.

尚、このねじ溝研削砥石55は、必要に応じて、上述したロータリドレッサ30により、その研削作用面である外周面の形状が修正される。 It should be noted that the shape of the outer peripheral surface of the thread groove grinding wheel 55, which is the surface to be ground, is modified by the above-described rotary dresser 30 as required.

そして、軸状ワークWのねじ溝の研削加工を終了すると、前記進退機構67を駆動して前記ツール保持部67aを取出位置に移動させるとともに、工具主軸7をその軸線が水平となり、且つ研削ユニット40がツール保持部67a側に位置するように旋回させた後、当該工具主軸7をY軸方向及びX軸方向に移動させて、当該工具主軸7の軸線と前記取出位置に在るツール保持部67aの軸線が同軸となるように位置決めする。 When the grinding of the thread groove of the shaft-like workpiece W is completed, the advancing/retreating mechanism 67 is driven to move the tool holding portion 67a to the take-out position, and the tool spindle 7 has a horizontal axis, and the grinding unit is rotated. 40 is positioned on the side of the tool holding portion 67a, the tool spindle 7 is moved in the Y-axis direction and the X-axis direction so that the axis of the tool spindle 7 and the tool holding portion at the removal position are aligned. Position so that the axis of 67a is coaxial.

この後、工具主軸7をツール保持部67aに近づくように、研削ユニット40の第2被保持部52をツール保持部67aと係合する位置までZ軸プラス方向に移動させた後、当該ツール保持部67aにより第2被保持部52を保持させるとともに、工具保持部による第1被保持部51の保持を解除する。ついで、工具主軸7を収容装置60から遠ざかる方向に移動させるとともに、進退機構67を駆動してツール保持部67aを収容位置に移動させた後、開閉機構62を駆動して蓋体63を閉状態にする。その際、保護チューブ56は前記開口とは反対側に付勢されたプーリ65に巻き掛けられ、当該プーリ65はツール保持部67aの後退に伴って付勢状態を保ったまま前記開口とは反対側に移動するので、当該保護チューブ56には常にテンションが付与され、弛緩状態となるのが防止される。 After that, the second held portion 52 of the grinding unit 40 is moved in the Z-axis positive direction to a position where it engages with the tool holding portion 67a so that the tool spindle 7 approaches the tool holding portion 67a. The second held portion 52 is held by the portion 67a, and the holding of the first held portion 51 by the tool holding portion is released. Next, the tool spindle 7 is moved away from the storage device 60, and the advance/retreat mechanism 67 is driven to move the tool holding portion 67a to the storage position. to At that time, the protective tube 56 is wound around a pulley 65 biased in the opposite direction to the opening, and the pulley 65 maintains the biased state as the tool holding portion 67a retreats. Since it moves to the side, tension is always applied to the protective tube 56, preventing it from becoming loose.

以上の動作により、研削ユニット40を収容装置60内に収容する。尚、このように研削ユニット40は、これを使用しないときに、加工領域外に設けられた収容装置60内に収容されるので、他の加工時に用いられるクーラント液やその際に生じる切屑等によって研削ユニット40が汚損されるのを防止することができ、また、当該他の加工時に、この加工に用いられる工具等と研削ユニット40とが干渉するといった不都合が生じるのを防止することができる。 By the above operation, the grinding unit 40 is housed in the housing device 60 . When not in use, the grinding unit 40 is stored in the storage device 60 provided outside the machining area. It is possible to prevent the grinding unit 40 from being soiled, and also to prevent inconvenience such as interference between the grinding unit 40 and a tool or the like used for the other processing.

[ねじ軸の測定]
以上ようにして、軸状ワークWにねじ溝が形成され、ねじ軸Wとなると、次に、上述したねじ軸測定装置110により、ねじ溝の加工精度が測定される。即ち、まず、前記測定動作制御部117による制御の下で、適宜移送装置により、測定ユニットが測定位置に移送される。そして、この測定動作制御部117による制御の下で、複合加工機2の第1主軸9及び第2主軸11の回転を制御して、ねじ軸Wを初期の回転位置として設定された角度位置に割り出した後、画像入力部116を介して、第1撮像カメラ111から第1の画像を入力すると共に、第2撮像カメラ112から第2の画像を入力する。ついでねじ軸Wを、その軸線を中心として180°反転させた後、第1撮像カメラ111から第3の画像を入力する。
[Measurement of screw shaft]
When the thread groove is formed in the shaft-like workpiece W and the thread shaft W is formed as described above, the processing accuracy of the thread groove is measured by the thread shaft measuring device 110 described above. That is, first, under the control of the measurement operation control section 117, the measurement unit is transferred to the measurement position by the transfer device as appropriate. Then, under the control of the measurement operation control unit 117, the rotation of the first main spindle 9 and the second main spindle 11 of the multitasking machine 2 is controlled so that the screw shaft W is brought to the angular position set as the initial rotational position. After the determination, the first image is input from the first imaging camera 111 and the second image is input from the second imaging camera 112 via the image input unit 116 . Then, the screw shaft W is reversed by 180° about its axis, and then a third image is input from the first imaging camera 111 .

そして、入力された第1の画像、第2の画像及び第3の画像に基づいて、寸法算出部118により、上述した処理によって、ねじ溝のピッチP及び有効径Dが算出され、算出されたねじ溝のピッチP及び有効径Dが前記出力装置5に出力される。 Based on the input first, second, and third images, the dimension calculator 118 calculates the pitch P and the effective diameter D of the thread groove by the above-described processing. The pitch P and the effective diameter D of the thread groove are output to the output device 5 .

尚、ねじ軸測定装置110による測定の結果、ねじ溝のピッチP、有効径Dが所定の寸法に仕上がっておらず、その修正が可能な場合には、前記研削ユニット40を用いた修正加工を行うことができる。 As a result of measurement by the screw axis measuring device 110, if the pitch P and the effective diameter D of the thread groove are not finished to the predetermined dimensions and it is possible to correct them, correction processing using the grinding unit 40 is performed. It can be carried out.

また、本例の複合加工装置1では、上述したように、図23及び図24に示した研削砥石Tを用いて、軸状ワークWの外周面及び端面の研削加工を行うことができる。外周面の加工を行う場合、上述した定寸装置90を用いて、測定ヘッド91により加工外径を測定しながら研削加工を行うことができる。 Further, in the multi-tasking apparatus 1 of this example, as described above, the grinding wheel TG shown in FIGS. 23 and 24 can be used to grind the outer peripheral surface and the end surface of the axial work W. When processing the outer peripheral surface, the sizing device 90 described above can be used to perform grinding while measuring the processing outer diameter with the measuring head 91 .

以上のように、本例の複合加工装置1によれば、ねじ軸のねじ溝の加工を汎用の一台の複合加工装置1によって加工することができるので、工程ごとに設定された複数の専用加工機を用いて加工していた従来に比べて、その初期の設備費用を削減することができ、ひいては、ねじ軸の製造コストの低廉化を図ることができる。 As described above, according to the multitasking apparatus 1 of the present embodiment, the thread groove of the screw shaft can be machined by a single general-purpose multitasking apparatus 1. Compared to the conventional method of processing using a processing machine, the initial equipment cost can be reduced, and the manufacturing cost of the screw shaft can be reduced.

また、第1チャック20及び第2チャック25による1回の把持によってねじ溝の荒切削加工、仕上切削加工、及び研削加工を行うことができるので、複数回の把持の繰り返しによって、加工精度が悪化するのを防止することができる。 In addition, since rough cutting, finish cutting, and grinding of the thread groove can be performed by one-time gripping by the first chuck 20 and the second chuck 25, the processing accuracy deteriorates by repeating the gripping a plurality of times. can be prevented.

また、長尺の軸状ワークWを一組の振れ止め装置72によってクランプした状態で、ねじ溝の荒切削加工、仕上切削加工、及び研削加工を行うことができるので、安定した加工を実現することができ、その結果、ねじ溝を高精度に加工することができる。 In addition, rough cutting, finish cutting, and grinding of thread grooves can be performed while the long shaft-shaped work W is clamped by a set of anti-vibration devices 72, thereby realizing stable processing. As a result, the thread groove can be machined with high accuracy.

そして、ねじ溝の研削加工を、前記研削ユニット40を用いて加工するようにしたので、汎用される複合加工機2を用いて、当該研削加工を行うことができる。そして、この研削ユニット40を収容装置60に収容し、研削加工を行うときにのみ、この収容装置60から当該研削ユニット40を取り出して使用するようにしたので、他の加工を行う際に、この研削ユニット40が邪魔になることがなく、一連の加工を効率的に行うことができる。また、研削ユニット40に接続される保護チューブ56には常にテンションが付与されているので、当該保護チューブ56が研削ユニット40の移動の障害になるのが防止される。 Since the thread groove is ground using the grinding unit 40, the grinding process can be performed using the general-purpose multitasking machine 2. FIG. The grinding unit 40 is housed in the housing device 60, and the grinding unit 40 is removed from the housing device 60 and used only when performing the grinding process. A series of machining can be performed efficiently without the grinding unit 40 becoming an obstacle. Moreover, since the protection tube 56 connected to the grinding unit 40 is always under tension, the protection tube 56 is prevented from becoming an obstacle to the movement of the grinding unit 40 .

また、本例では、汎用の複合加工機2に定寸装置90を設けているので、軸状ワークW(或いはねじ軸W)の外周面を研削加工する場合に、この定寸装置90を用いて当該研削加工を行うことできるので、当該研削加工を高精度且つ効率的に行うことできる。 In this example, since the sizing device 90 is provided in the general-purpose multitasking machine 2, the sizing device 90 is used when grinding the outer peripheral surface of the shaft-like workpiece W (or the screw shaft W). Since the grinding process can be performed with a high precision, the grinding process can be performed efficiently.

また、本例の複合加工装置1では、加工したねじ軸Wのねじ溝の精度を、ねじ軸測定装置110により機上で測定することができるので、ねじ溝が所定の寸法に仕上がっていない場合に、その修正が可能な場合には、研削ユニット40を用いた修正加工を行うことができる。そして、このようにすることで、高精度なねじ軸Wを効率的に製造することができる。 In addition, in the multitasking machine 1 of this example, the precision of the thread groove of the machined screw shaft W can be measured on-machine by the screw shaft measuring device 110. Therefore, even if the thread groove is not finished to a predetermined dimension, In addition, if the correction is possible, correction processing using the grinding unit 40 can be performed. And by doing in this way, highly accurate screw shaft W can be manufactured efficiently.

以上、本発明に係る一実施形態について説明したが、本発明が採り得る具体的な態様は何らこれに限定されるものではない。 Although one embodiment of the present invention has been described above, specific aspects that the present invention can take are not limited to this.

例えば、上例のねじ軸測定装置110では、ねじ溝の輪郭が明瞭になった画像を得るために、第1照明装置113及び第2照明装置114を、ねじ軸Wを挟んで第1撮像カメラ111及び第2撮像カメラ112とは反対側に設けたが、これに限られるものではなく、ねじ溝の輪郭がある程度明瞭な画像を得ることができれば、第1照明装置113及び第2照明装置114を第1撮像カメラ111及び第2撮像カメラ112と同じ側に設けても良い。 For example, in the screw axis measuring apparatus 110 of the above example, in order to obtain an image with a clear contour of the screw groove, the first lighting device 113 and the second lighting device 114 are placed between the screw shaft W and the first imaging camera. 111 and the second imaging camera 112 are provided on the opposite side, but the present invention is not limited to this. may be provided on the same side as the first imaging camera 111 and the second imaging camera 112 .

また、上例のねじ軸測定装置110では、2つの第1撮像カメラ111及び第2撮像カメラ112、並びに2つの第1照明装置113及び第2照明装置114を設けた構成としたが、これに限られるものではなく、撮像カメラが、ねじ軸Wの径方向全体を撮像する視野を有するものであれば、1つの撮像カメラを備えていれば良く、この場合、撮像カメラに対応した1つの照明装置が備えられていれば良い。 Further, the screw axis measuring apparatus 110 of the above example has a configuration in which two first imaging cameras 111 and second imaging cameras 112 and two first lighting devices 113 and second lighting devices 114 are provided. As long as the image capturing camera has a field of view that captures the entire radial direction of the screw shaft W, it is sufficient to have one image capturing camera. In this case, one illumination corresponding to the image capturing camera It would be nice if the device was provided.

そして、この場合、前記測定動作制御部117は、前記複合加工機制御部4を介し複合加工機2の第1主軸9及び第2主軸11の回転を制御して、ねじ軸Wを初期の回転位置として設定された角度位置に割り出した後、前記画像入力部116を介して、撮像カメラからねじ軸Wの径方向の全体を含む第1の画像を入力する処理を行う。 In this case, the measurement operation control unit 117 controls the rotation of the first main shaft 9 and the second main shaft 11 of the multi-tasking machine 2 via the multi-tasking machine control unit 4 to rotate the screw shaft W to the initial rotation. After the angular position set as the position is determined, a process of inputting a first image including the entire radial direction of the screw shaft W from the imaging camera via the image input unit 116 is performed.

図30(a)に、入力される第1の画像を示しており、この図30(a)には、第1の画像におけるねじ軸Wの輪郭線を図示している。この第1の画像におけるねじ溝の輪郭画像において、上側の輪郭画像は、撮像カメラの光軸が前記一方側のねじ溝のリード角と一致しているため、正確なねじ溝の断面に相当する輪郭画像となっている。一方、下側の輪郭画像は、撮像カメラの光軸が他方側のねじ溝のリード角と一致していないため、ねじ溝の輪郭が歪んだ画像となっている。 FIG. 30(a) shows the first image to be input, and FIG. 30(a) shows the outline of the screw shaft W in the first image. In the contour image of the thread groove in the first image, the upper contour image corresponds to an accurate cross section of the thread groove because the optical axis of the imaging camera matches the lead angle of the thread groove on the one side. It is a contour image. On the other hand, the contour image on the lower side is an image in which the contour of the thread groove is distorted because the optical axis of the imaging camera does not match the lead angle of the thread groove on the other side.

次に、測定動作制御部117は、前記複合加工機制御部4を介し前記複合加工機2の第1主軸9及び第2主軸11を回転させて、前記ねじ軸Wを、その軸線を中心として180°反転させた後、前記画像入力部116を介して、撮像カメラから、ねじ軸Wの径方向の全体を含む第2の画像を入力する処理を実行する。 Next, the measurement operation control unit 117 rotates the first main shaft 9 and the second main shaft 11 of the multi-tasking machine 2 via the multi-tasking machine control unit 4 to rotate the screw shaft W around its axis. After the 180° inversion, a process of inputting a second image including the entirety of the screw shaft W in the radial direction from the imaging camera via the image input unit 116 is executed.

図30(b)に、撮像カメラによって撮像された第2の画像(ねじ軸Wの輪郭線)の内、前記一方側に位置するねじ溝の輪郭画像を示している。前記他方側のねじ溝は、これを前記一方側の領域に180°回転されることで、撮像カメラの光軸と当該他方側のねじ溝のリード角と一致した状態となるため、第2の画像における前記他方側のねじ溝の輪郭画像は、正確なねじ溝の断面に相当する輪郭画像となる。 FIG. 30(b) shows a contour image of the thread groove located on the one side in the second image (contour line of the screw shaft W) captured by the imaging camera. When the screw groove on the other side is rotated by 180° to the area on the one side, the optical axis of the imaging camera and the lead angle of the screw groove on the other side are aligned with each other. The contour image of the thread groove on the other side in the image is a contour image corresponding to an accurate cross section of the thread groove.

前記寸法算出部118は、上記のようにして撮像された第1の画像に基づいて、前記一方側のねじ溝の輪郭を抽出した後、少なくとも隣接する2つのねじ溝の中心位置を算出して、当該隣接するねじ溝の中心位置の前記軸線に沿った方向の間隔であるピッチを算出すると共に、前記軸線を挟んで前記一方側とは反対側の他方側に位置するねじ軸の外周に対応した外周輪郭を抽出して、前記一方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の距離であって、ねじ軸Wの径方向の距離を算出する処理を行う。 After extracting the outline of the thread groove on one side based on the first image captured as described above, the dimension calculation unit 118 calculates the center positions of at least two adjacent thread grooves. , calculating the pitch, which is the interval in the direction along the axis between the center positions of the adjacent thread grooves, and corresponding to the outer circumference of the screw shaft located on the other side opposite to the one side across the axis Then, a process of calculating the distance in the radial direction of the threaded shaft W, which is the distance between the center position of the thread groove on the one side and the outer peripheral contour on the other side, is performed.

図30(a)において、撮像カメラにより撮像される画像はYa軸-Za軸を基準軸とした座標系で表わされ、このYa軸-Za軸座標系における原点は撮像カメラの撮像光軸と一致する。また、Ya軸はねじ軸の径方向(前記Y軸)と一致し、Za軸はねじ軸の長手方向(前記Z軸)と一致している。前記寸法算出部118は第1の画像から抽出したねじ溝の輪郭形状に基づいて各ねじ溝の中心位置(Ya,Za)、(Ya,Za)を算出し、ついで、隣接するねじ溝の中心位置のZ軸方向の間隔をピッチP(=Za-Za)として算出する。また、寸法算出部118は、他方側に位置するねじ軸Wの外周に対応した外周輪郭を抽出して、前記一方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の距離であって、ねじ軸Wの径方向の距離(=Ya+Ya)を算出する処理を行う。但し、Ya=Ya In FIG. 30(a), the image captured by the imaging camera is represented by a coordinate system with the Ya-axis and Za-axis as reference axes, and the origin of this Ya-axis-Za axis coordinate system is the imaging optical axis of the imaging camera. match. The Ya-axis coincides with the radial direction of the screw shaft (the Y-axis), and the Za-axis coincides with the longitudinal direction of the screw shaft (the Z-axis). The dimension calculator 118 calculates the center positions (Ya 1 , Za 1 ) and (Ya 2 , Za 2 ) of each thread groove based on the contour shape of the thread groove extracted from the first image. The interval in the Z-axis direction between the center positions of the screw grooves is calculated as the pitch P (=Za 2 -Za 1 ). Further, the dimension calculator 118 extracts an outer peripheral contour corresponding to the outer circumference of the screw shaft W located on the other side, and calculates the distance between the center position of the thread groove on the one side and the outer peripheral contour on the other side. Then, a process of calculating the radial distance (=Ya 1 +Ya 3 ) of the screw axis W is performed. However, Ya 1 = Ya 2

次に、寸法算出部118は、上述のようにして撮像された第2の画像に基づいて、前記他方側のねじ溝の輪郭を抽出して、該他方側のねじ溝の中心位置を算出するとともに、ねじ軸Wの他方側の外周に対応した外周輪郭を抽出して、前記他方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の距離であって、ねじ軸Wの径方向の距離を算出する処理を行う。 Next, the dimension calculator 118 extracts the outline of the thread groove on the other side based on the second image captured as described above, and calculates the center position of the thread groove on the other side. At the same time, the outer peripheral contour corresponding to the outer periphery of the screw shaft W on the other side is extracted, and the distance between the center position of the thread groove on the other side and the outer peripheral contour on the other side, which is the diameter of the screw shaft W Perform processing to calculate the distance in the direction.

図30(b)において、前記寸法算出部118は抽出した他方側のねじ溝の輪郭形状から当該他方側のねじ溝の中心位置(Ya,Za)を算出するとともに、ねじ軸Wの他方側の外周に対応した外周輪郭を抽出して、前記他方側のねじ溝の中心位置(Ya,Za)記他方側の外周輪郭との間の径方向(即ち、Ya軸方向)の距離Δ(=Ya-Ya)を算出する。 In FIG. 30(b), the dimension calculator 118 calculates the center position (Ya 4 , Za 4 ) of the thread groove on the other side from the extracted contour shape of the thread groove on the other side, and By extracting the outer circumference contour corresponding to the outer circumference of the other side, the distance in the radial direction (that is, the Ya-axis direction) between the center position (Ya 4 , Za 4 ) of the thread groove on the other side and the outer circumference contour on the other side Δ(=Ya 4 −Ya 5 ) is calculated.

ついで、寸法算出部118は、得られた前記一方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の前記径方向の距離、及び前記他方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の前記径方向の距離に基づいて、ねじ溝の有効径を算出する処理を行う。 Next, the dimension calculator 118 calculates the radial distance between the obtained center position of the thread groove on the one side and the outer peripheral contour on the other side, and the center position of the thread groove on the other side and the other side. A process of calculating the effective diameter of the thread groove is performed based on the radial distance from the outer peripheral contour of the side.

図30(c)は、この処理を分かり易く説明するための説明図であり、図30(a)における下側の輪郭画像を、相互の外周輪郭が一致するように第2の画像(図30(b))で置き換えたものである。即ち、図30(a)において、下側の輪郭画像における前記他のねじ溝の中心位置は、その外周輪郭からΔだけ半径方向にシフトした位置に在る。したがって、前記一方側のねじ溝の中心位置と前記他方側のねじ溝の中心位置との間の前記半径方向の距離で表わされる有効径Dは、図30(c)にも示すように、次式によって算出される。
D=Ya+Ya+Δ
寸法算出部118は、この算出式によってねじ溝の有効径Dを算出する。
FIG. 30(c) is an explanatory diagram for explaining this process in an easy-to-understand manner. The contour image on the lower side in FIG. (b)). That is, in FIG. 30(a), the center position of the other thread groove in the lower contour image is located at a position radially shifted by Δ from the outer circumference contour. Therefore, as shown in FIG. Calculated by the formula:
D=Ya 1 +Ya 3
The dimension calculator 118 calculates the effective diameter D of the thread groove by this calculation formula.

また、上例では同じ構成を有する第1主軸台8及び第2主軸台10を設けた構成としたが、これに限られるものではなく、その一方を、単に前記軸状ワークWを回転可能に支持する支持装置としての心押装置としても良い。 In the above example, the first headstock 8 and the second headstock 10 having the same configuration are provided, but the present invention is not limited to this. It is good also as a tailstock device as a support device to support.

また、上例では、収容装置60に研削ユニット40を収容するようにしたが、これに限られるものではなく、この収容装置60には、切削加工や研削加工などに用いられる他の加工工具、レーザ加工ヘッド、並びに放電加工用のヘッド、更には、タッチプローブといった測定ツールなどのツールを収容するようにしても良い。そして、これらのツールにも線条部材、即ち、配線などのケーブル類、流体や粉体を供給するための配管、並びにこれらが内挿された保護チューブなどが接続される。 In the above example, the grinding unit 40 is housed in the housing device 60, but the present invention is not limited to this. A laser machining head, an electric discharge machining head, and a tool such as a measurement tool such as a touch probe may be accommodated. Wire members, ie, cables such as wires, pipes for supplying fluids and powders, and protective tubes in which these are inserted are also connected to these tools.

また、上例では、押え部材75にV字状溝75aを設けたが、軸状ワークWを十分に安定して挟持することができれば、このV字状溝75aを設けには及ばない。また、押え部材75を付勢するバネ体81,82,83はピストン79のクランプ力に応じて、適宜選択的に、或いは全てを省略しても良い。また、上例では、2台の振れ止め装置72からなる振れ止めユニット70をタレット16に装着するようにしたが、これに限られるものではなく、単体の振れ止め装置72をタレット16に装着するようにしても良い。 In the above example, the pressing member 75 is provided with the V-shaped groove 75a. Also, the spring bodies 81, 82, 83 for urging the pressing member 75 may be selectively provided or omitted altogether, depending on the clamping force of the piston 79. Further, in the above example, the anti-vibration unit 70 composed of two anti-vibration devices 72 is attached to the turret 16, but the invention is not limited to this, and a single anti-vibration device 72 is attached to the turret 16. You can do it.

また、上例では、ミーリング工具Tを用いた切削によって軸状ワークWにねじ溝を形成するようにしたが、これに限られるものではなく、所謂旋削によってねじ溝を形成するようにしても良い。 In the above example, the thread groove is formed in the shaft-shaped work W by cutting using the milling tool TM , but the present invention is not limited to this, and the thread groove may be formed by so-called turning. good.

繰り返しになるが、上述した実施形態の説明は、すべての点で例示であって、何ら制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。 Again, the above description of the embodiment is illustrative in all respects and is not restrictive in any way. Modifications and modifications are possible for those skilled in the art. The scope of the invention is indicated by the claims rather than the above-described embodiments. Furthermore, the scope of the present invention includes modifications from the embodiments within the scope of claims and equivalents.

1 複合加工装置
2 複合加工機
3 制御装置
4 複合加工機制御部
7 工具主軸
8 第1主軸台
9 第1主軸
10 第2主軸台
11 第2主軸
15 刃物台
16 タレット
20 第1チャック
22 把持爪
23 把持面
25 第2チャック
27 把持爪
28 把持面
30 ロータリドレッサ
31 渦流センサ
32 第1ポイントドレッサ
33 第2ポイントドレッサ
40 研削ユニット
41 ハウジング
45 回転軸
49 ロータ
50 ステータ
55 研削砥石
60 収納装置
61 収容体
62 開閉機構
63 蓋体
65 プーリ
66 スライド・付勢部
67 進退機構
67a ツール保持部
70 振れ止めユニット
72 振れ止め装置
73 基台
74 受部材
74a V字状溝
75 押え部材
75a V字状溝
76 ガイドピン
77 クランプ機構
90 定寸装置
91 測定ヘッド
92 測定子
93 移送装置
94 直線移送機構
103 旋回機構
104 回転軸
105 旋回アーム
106 アクチュエータ
110 ねじ軸測定装置
111 第1撮像カメラ
112 第2撮像カメラ
113 第1照明装置
114 第2照明装置
115 画像入力部
116 測定動作制御部
117 寸法算出部

1 multitasking machine 2 multitasking machine 3 control device 4 multitasking machine control unit 7 tool spindle 8 first headstock 9 first spindle 10 second headstock 11 second spindle 15 tool post 16 turret 20 first chuck 22 gripping jaws 23 Gripping surface 25 Second chuck 27 Gripping claw 28 Gripping surface 30 Rotary dresser 31 Eddy current sensor 32 First point dresser 33 Second point dresser 40 Grinding unit 41 Housing 45 Rotating shaft 49 Rotor 50 Stator 55 Grinding wheel 60 Storage device 61 Storage body 62 Opening and closing mechanism 63 Lid 65 Pulley 66 Slide/biasing part 67 Retraction mechanism 67a Tool holding part 70 Anti-vibration unit 72 Anti-vibration device 73 Base 74 Receiving member 74a V-shaped groove 75 Holding member 75a V-shaped groove 76 Guide Pin 77 Clamp Mechanism 90 Sizing Device 91 Measuring Head 92 Probe 93 Transfer Device 94 Linear Transfer Mechanism 103 Turning Mechanism 104 Rotating Axis 105 Turning Arm 106 Actuator 110 Screw Axis Measuring Device 111 First Imaging Camera 112 Second Imaging Camera 113 First Lighting device 114 Second lighting device 115 Image input unit 116 Measurement operation control unit 117 Dimension calculation unit

Claims (9)

ねじ軸を測定する方法であって、
1台の撮像カメラを、前記ねじ軸と対峙するように配設すると共に、その光軸が、該撮像カメラ側から見た平面において、前記ねじ軸の軸線を境とした一方側の外周部に位置するねじ溝のリードとその角度が一致するように該撮像カメラを配設した後、
前記ねじ軸の径方向の全体を含む第1の画像を撮像し、
次に、前記ねじ軸を、前記軸線を中心として180°反転させた後、前記ねじ軸の径方向の全体を含む第2の画像を撮像し、
前記第1の画像に基づいて、前記一方側のねじ溝の輪郭を抽出して、少なくとも隣接する2つのねじ溝の中心位置を算出した後、該隣接するねじ溝の中心位置の前記軸線に沿った方向の間隔であるピッチを算出すると共に、前記軸線を挟んで前記一方側とは反対側の他方側に位置するねじ軸の外周に対応した外周輪郭を抽出して、前記一方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の、前記径方向における距離を算出し、
ついで、第2の画像に基づいて、前記一方側のねじ溝とは前記軸線を中心とした線対称位置にあたる他方側のねじ溝の輪郭を抽出して、該他方側のねじ溝の中心位置を算出するとともに、ねじ軸の他方側の外周に対応した外周輪郭を抽出して、前記他方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の、前記径方向における距離を算出し、
ついで、得られた前記一方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の前記径方向の距離、及び前記他方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の前記径方向の距離に基づいて、ねじ溝の有効径を算出するようにしたことを特徴とするねじ軸測定方法。
A method for measuring a screw shaft, comprising:
One imaging camera is disposed so as to face the screw shaft, and the optical axis of the imaging camera is located on the outer periphery on one side bordering on the axis of the screw shaft in a plane viewed from the imaging camera side. After arranging the imaging camera so that the lead of the located thread groove and the angle thereof match,
capturing a first image including the entire radial direction of the screw shaft;
Next, after reversing the screw shaft by 180° around the axis, a second image including the entire radial direction of the screw shaft is captured,
Based on the first image, the outline of the thread groove on the one side is extracted, and after calculating the center positions of at least two adjacent thread grooves, the center positions of the adjacent thread grooves along the axis In addition to calculating the pitch, which is the interval in the direction of the one side, extracting the outer peripheral contour corresponding to the outer periphery of the screw shaft located on the other side opposite to the one side across the axis, and extracting the thread groove on the one side Calculate the distance in the radial direction between the center position of and the outer peripheral contour of the other side,
Next, based on the second image, the contour of the thread groove on the other side, which is in line symmetry with the thread groove on the one side about the axis, is extracted, and the center position of the thread groove on the other side is determined. At the same time, extracting the outer peripheral contour corresponding to the outer periphery of the other side of the screw shaft, the distance in the radial direction between the center position of the thread groove on the other side and the outer peripheral contour of the other side is calculated. ,
Next, the obtained radial distance between the center position of the thread groove on the one side and the outer peripheral contour on the other side, and the distance between the center position of the thread groove on the other side and the outer peripheral contour on the other side. A screw shaft measuring method, wherein an effective diameter of a thread groove is calculated based on the radial distance between the two.
ねじ軸を測定する方法であって、
第1及び第2の2台の撮像カメラを、前記ねじ軸と対峙し、且つ光軸が相互に平行になるように配設すると共に、該撮像カメラ側から見た平面において、両光軸が前記ねじ軸の軸線を境とした一方側の外周部に位置するねじ溝のリードとその角度が一致するように、所定の間隔で並設した後、
前記第1の撮像カメラにより、前記一方側のねじ溝を含んだ第1の画像を撮像すると共に、前記第2の撮像カメラにより、前記軸線を挟んで前記一方側とは反対側の他方側に位置するねじ溝を含んだ第2の画像を撮像し、
次に、前記ねじ軸を、前記軸線を中心として180°反転させた後、前記第1の撮像カメラにより、前記一方側の領域に回転された前記他方側のねじ溝を含んだ第3の画像を撮像し、
前記第1の画像に基づいて、前記一方側のねじ溝の輪郭を抽出して、少なくとも隣接する2つのねじ溝の中心位置を算出した後、該隣接するねじ溝の中心位置の前記軸線に沿った方向の間隔であるピッチを算出すると共に、第1の画像において予め設定された第1の基準位置と前記一方側のねじ溝の中心位置との間の、前記ねじ軸の径方向における距離を算出し、
前記第2の画像に基づいて、前記他方側に位置するねじ軸の外周に対応した外周輪郭を抽出して、該第2の画像において予め設定された第2の基準位置と前記他方側の外周輪郭との間の、前記径方向における距離を算出し、
前記第3の画像に基づいて、前記他方側のねじ溝の輪郭を抽出して、該他方側のねじ溝の中心位置を算出するとともに、前記ねじ軸の他方側の外周に対応した外周輪郭を抽出して、前記他方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の、前記ねじ軸の径方向における距離を算出し、
ついで、得られた前記第1の基準位置と前記一方側のねじ溝の中心位置との間の前記径方向の距離、前記第2の基準位置と前記他方側の外周輪郭との間の前記径方向の距離、及び前記他方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の前記径方向の距離、並びに予め得られた第1の基準位置と第2の基準位置との間の前記径方向の距離に基づいて、ねじ溝の有効径を算出するようにしたことを特徴とするねじ軸測定方法。
A method for measuring a screw shaft, comprising:
Two imaging cameras, first and second, are arranged so as to face the screw shaft and have their optical axes parallel to each other. After arranging them side by side at a predetermined interval so that the angle of the lead of the thread groove located on the outer peripheral portion on one side of the axis of the screw shaft is the same,
The first image capturing camera captures a first image including the thread groove on the one side, and the second image capturing camera captures the image on the other side opposite to the one side across the axis. capturing a second image including the located thread groove;
Next, after reversing the screw shaft by 180° around the axis, a third image including the thread groove on the other side rotated to the region on the one side by the first imaging camera and
Based on the first image, the outline of the thread groove on the one side is extracted, and after calculating the center positions of at least two adjacent thread grooves, the center positions of the adjacent thread grooves along the axis The distance in the radial direction of the screw shaft between the first reference position preset in the first image and the center position of the thread groove on the one side is calculated. calculate,
Based on the second image, an outer circumference contour corresponding to the outer circumference of the screw shaft located on the other side is extracted, and a second reference position preset in the second image and the outer circumference of the other side are extracted. calculating the distance in the radial direction between the contour,
Based on the third image, the contour of the thread groove on the other side is extracted, the center position of the thread groove on the other side is calculated, and the outer circumference contour corresponding to the outer circumference of the screw shaft on the other side is calculated. extracting and calculating the distance in the radial direction of the screw shaft between the center position of the thread groove on the other side and the outer peripheral contour on the other side;
Next, the radial distance between the obtained first reference position and the center position of the thread groove on the one side, the diameter between the second reference position and the outer peripheral contour on the other side, and the distance in the direction, the radial distance between the center position of the thread groove on the other side and the outer peripheral contour on the other side, and the distance between the first reference position and the second reference position obtained in advance A screw shaft measuring method, wherein an effective diameter of a thread groove is calculated based on the radial distance of.
前記撮像カメラによって撮像されるねじ軸の撮像部位を照明装置によって照明するようにしたことを特徴とする請求項1又は2記載のねじ軸測定方法。 3. The screw shaft measuring method according to claim 1 or 2, wherein the imaging portion of the screw shaft imaged by said imaging camera is illuminated by an illumination device. 前記照明装置により、前記撮像カメラの撮像方向とは逆方向から前記撮像部位を照明するようにしたことを特徴とする請求項3記載のねじ軸測定方法。 4. The screw shaft measuring method according to claim 3, wherein the illumination device illuminates the imaged part from a direction opposite to the imaging direction of the imaging camera. ねじ軸を測定する装置であって、
前記ねじ軸をその軸線を中心として回転可能に支持する支持部と、
前記ねじ軸を前記軸線を中心として回転させる回転装置と、
前記ねじ軸と対峙するように配設された1台の撮像カメラと、
前記回転装置及び撮像カメラの動作を制御する制御装置と、
前記撮像カメラによって撮像された画像を処理して、前記ねじ軸の寸法を算出する寸法算出部とを備えて構成され、
前記撮像カメラは、その光軸が、該撮像カメラ側から見た平面において、前記ねじ軸の軸線を境とした一方側の外周部に位置するねじ溝のリードとその角度が一致するように配設され、
前記制御装置は、前記回転装置を制御して前記ねじ軸を初期位置に位置させた状態で、前記撮像カメラを動作させて、前記ねじ軸の径方向の全体を含む第1の画像を撮像させる処理と、
この後、前記回転装置を駆動して、前記ねじ軸を、前記軸線を中心として180°反転させた状態で、前記撮像カメラを動作させて前記ねじ軸の径方向の全体を含む第2の画像を撮像させる処理とを実行するように構成され、
前記寸法算出部は、前記第1の画像に基づいて、前記一方側のねじ溝の輪郭を抽出して、少なくとも隣接する2つのねじ溝の中心位置を算出した後、該隣接するねじ溝の中心位置の前記軸線に沿った方向の間隔であるピッチを算出すると共に、前記軸線を挟んで前記一方側とは反対側の他方側に位置するねじ軸の外周に対応した外周輪郭を抽出して、前記一方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の、前記径方向における距離を算出する処理と、
ついで、第2の画像に基づいて、前記一方側のねじ溝とは前記軸線を中心とした線対称位置にあたる他方側のねじ溝の輪郭を抽出して、該他方側のねじ溝の中心位置を算出するとともに、ねじ軸の他方側の外周に対応した外周輪郭を抽出して、前記他方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の、前記径方向における距離を算出する処理と、
ついで、得られた前記一方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の前記径方向の距離、及び前記他方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の前記径方向の距離に基づいて、ねじ溝の有効径を算出する処理とを実行するように構成されていることを特徴とするねじ軸測定装置。
A device for measuring a screw shaft,
a support portion that supports the screw shaft so as to be rotatable about its axis;
a rotating device that rotates the screw shaft about the axis;
one imaging camera arranged to face the screw shaft;
a control device for controlling the operation of the rotating device and the imaging camera;
a dimension calculation unit that processes the image captured by the imaging camera and calculates the dimension of the screw shaft,
The imaging camera is arranged so that its optical axis is at the same angle as the lead of the thread groove located on the outer peripheral portion on one side bordering on the axis of the screw shaft in a plane viewed from the imaging camera side. is set up,
The control device controls the rotating device to position the screw shaft at an initial position, and operates the imaging camera to capture a first image including the entire radial direction of the screw shaft. processing;
After that, the rotating device is driven to reverse the screw shaft by 180° about the axis, and the imaging camera is operated to obtain a second image including the entirety of the screw shaft in the radial direction. is configured to perform a process of imaging the
Based on the first image, the dimension calculation unit extracts the contour of the thread groove on the one side, calculates the center positions of at least two adjacent thread grooves, and then calculates the centers of the adjacent thread grooves. Calculating a pitch, which is an interval in the direction along the axis between the positions, and extracting an outer circumference contour corresponding to the outer circumference of the screw shaft located on the other side opposite to the one side across the axis, a process of calculating the distance in the radial direction between the center position of the thread groove on the one side and the outer peripheral contour on the other side;
Next, based on the second image, the contour of the thread groove on the other side, which is in line symmetry with the thread groove on the one side about the axis, is extracted, and the center position of the thread groove on the other side is determined. At the same time, extracting an outer peripheral contour corresponding to the outer periphery of the other side of the screw shaft, calculating the distance in the radial direction between the center position of the thread groove on the other side and the outer peripheral contour of the other side processing;
Next, the obtained radial distance between the center position of the thread groove on the one side and the outer peripheral contour on the other side, and the distance between the center position of the thread groove on the other side and the outer peripheral contour on the other side. and calculating an effective diameter of the thread groove based on the radial distance between the two.
ねじ軸を測定する装置であって、
前記ねじ軸をその軸線を中心として回転可能に支持する支持部と、
前記ねじ軸を前記軸線を中心として回転させる回転装置と、
前記ねじ軸と対峙し、且つ光軸が相互に平行になるように配設された第1及び第2の2台の撮像カメラと、
前記回転装置及び撮像カメラの動作を制御する制御装置と、
前記撮像カメラによって撮像された画像を処理して、前記ねじ軸の寸法を算出する寸法算出部とを備えて構成され、
前記第1及び第2の撮像カメラは、該撮像カメラ側から見た平面において、両光軸が前記ねじ軸の軸線を境とした一方側の外周部に位置するねじ溝のリードとその角度が一致するように、所定の間隔で並設され、
前記制御装置は、前記回転装置を制御して前記ねじ軸を初期位置に位置させた状態で、前記第1の撮像カメラを動作させて、前記一方側のねじ溝を含んだ第1の画像を撮像させると共に、前記第2の撮像カメラを動作させて、前記軸線を挟んで前記一方側とは反対側の他方側に位置するねじ溝を含んだ第2の画像を撮像させる処理と、
この後、前記回転装置を駆動して、前記ねじ軸を、前記軸線を中心として180°反転させた状態で、前記第1の撮像カメラを動作させて、前記一方側の領域に回転された前記他方側のねじ溝を含んだ第3の画像を撮像させる処理とを実行するように構成され、
前記寸法算出部は、前記第1の画像に基づいて、前記一方側のねじ溝の輪郭を抽出して、少なくとも隣接する2つのねじ溝の中心位置を算出した後、該隣接するねじ溝の中心位置の前記軸線に沿った方向の間隔であるピッチを算出すると共に、第1の画像において予め設定された第1の基準位置と前記一方側のねじ溝の中心位置との間の、前記ねじ軸の径方向における距離を算出する処理と、
ついで、第2の画像に基づいて、前記他方側に位置するねじ軸の外周に対応した外周輪郭を抽出して、該第2の画像において予め設定された第2の基準位置と前記他方側の外周輪郭との間の、前記径方向における距離を算出する処理と、
前記第3の画像に基づいて、前記他方側のねじ溝の輪郭を抽出して、該他方側のねじ溝の中心位置を算出するとともに、前記ねじ軸の他方側の外周に対応した外周輪郭を抽出して、前記他方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の、前記径方向における距離を算出する処理と、
ついで、得られた前記第1の基準位置と前記一方側のねじ溝の中心位置との間の距離、前記第2の基準位置と前記他方側の外周輪郭との間の前記径方向の距離、及び前記他方側のねじ溝の中心位置と前記他方側の外周輪郭との間の前記径方向の距離、並びに予め得られた第1の基準位置と第2の基準位置との間の前記径方向の距離に基づいて、ねじ溝の有効径を算出する処理とを実行するように構成されていることを特徴とするねじ軸測定装置。
A device for measuring a screw shaft,
a support portion that supports the screw shaft so as to be rotatable about its axis;
a rotating device that rotates the screw shaft about the axis;
two imaging cameras, first and second, facing the screw shaft and arranged such that their optical axes are parallel to each other;
a control device for controlling the operation of the rotating device and the imaging camera;
a dimension calculation unit that processes the image captured by the imaging camera and calculates the dimension of the screw shaft,
In the plane viewed from the imaging camera side, both optical axes of the first and second imaging cameras are located on the outer periphery on one side of the axis of the screw shaft. arranged side by side at predetermined intervals so as to match,
The control device controls the rotating device to position the screw shaft at an initial position, and operates the first imaging camera to capture a first image including the thread groove on the one side. A process of capturing an image and operating the second image capturing camera to capture a second image including the thread groove located on the other side opposite to the one side across the axis;
After that, the rotating device is driven to reverse the screw shaft by 180° around the axis, and the first imaging camera is operated to rotate the screw shaft to the one side region. and a process of capturing a third image including the thread groove on the other side,
Based on the first image, the dimension calculation unit extracts the contour of the thread groove on the one side, calculates the center positions of at least two adjacent thread grooves, and then calculates the centers of the adjacent thread grooves. A pitch, which is an interval in the direction along the axis of the positions, is calculated, and the screw axis between a first reference position preset in the first image and the center position of the thread groove on the one side. A process of calculating the distance in the radial direction of
Next, based on the second image, an outer circumference contour corresponding to the outer circumference of the screw shaft located on the other side is extracted, and a second reference position preset in the second image and the other side are extracted. A process of calculating the distance in the radial direction between the outer peripheral contour;
Based on the third image, the contour of the thread groove on the other side is extracted, the center position of the thread groove on the other side is calculated, and the outer circumference contour corresponding to the outer circumference of the screw shaft on the other side is calculated. a process of extracting and calculating the distance in the radial direction between the center position of the thread groove on the other side and the outer peripheral contour on the other side;
Then, the distance between the obtained first reference position and the center position of the thread groove on the one side, the radial distance between the second reference position and the outer peripheral contour on the other side, and the radial distance between the center position of the thread groove on the other side and the outer peripheral contour on the other side, and the radial distance between the first reference position and the second reference position obtained in advance and calculating the effective diameter of the thread groove based on the distance of .
前記撮像カメラによって撮像されるねじ軸の撮像部位を照明する照明装置を備えていることを特徴とする請求項5又は6記載のねじ軸測定装置。 7. The screw shaft measuring apparatus according to claim 5, further comprising an illuminating device for illuminating an imaging portion of the screw shaft imaged by said imaging camera. 前記照明装置は、前記撮像カメラの撮像方向とは逆方向から前記撮像部位を照明するように構成されていることを特徴とする請求項7記載のねじ軸測定装置。 8. The screw shaft measuring apparatus according to claim 7, wherein the illumination device is configured to illuminate the imaging part from a direction opposite to the imaging direction of the imaging camera. 請求項5乃至8に記載したいずれかのねじ軸測定装置を備えたことを特徴とするNC工作機械。
An NC machine tool comprising the screw axis measuring device according to any one of claims 5 to 8.
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