JPH03281146A

JPH03281146A - 衝撃試験片自動加工システム及び衝撃試験片自動加工方法

Info

Publication number: JPH03281146A
Application number: JP8517790A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Sato; 佐藤　昌昭; Takashi Obika; 小比賀　敬; Kozo Maeda; 孝三前田; Shigeru Tsuchiya; 茂土屋
Original assignee: Hitachi Ltd; NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; JFE Engineering Corp
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1991-12-11
Anticipated expiration: 2014-11-22
Also published as: JP2980933B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は衝撃試験片自動加工システムに関し、特に高精
度の衝撃試験片を自動的に加工し且つ量産することに適
した衝撃試験片自動加工システムに関するものである。

〔従来の技術〕

従来の衝撃試験片自動加工システムとしては、特願昭６
３−１６６７６２号公報に記載されるように、治具にセ
ットされた衝撃試験片に対して予め決められた位置に従
って工具を移動させることにより衝撃試験片を加工する
自動加工システムが提案されている。しかしながら、こ
の自動加工システムでは、工具による加工精度を計測し
、当該加工精度が要求精度を逸脱するようになったとき
には工具の移動位置を補正するように構成されていない
ので、加工作業を長時間継続して行うと、作製される衝
撃試験片において要求される加工精度を確保できなくな
るという難点があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

言い換えれば、前記の従来技術による衝撃試験片自動加
工システムでは、機械変位、特に機械主軸の熱による伸
び、試験片を支持し且つ加工の基準となる治具の基準面
位置の変化について配慮していない。また連続稼働の際
の加工工具磨耗、ランダムに投入される試験片素材の材
質、試験片の規格及びサイズの変化等により生じる加工
上の誤差を計測・補正するという配慮もされていない。

その結果、従来の衝撃試験片自動加工システムでは、治
具基準面に基づいて定まる衝撃試験片の各部の寸法の精
度が加工作業が進行するにつれて要求精度を満たさなく
なるという問題が発生する。

以下に、図面を用いて上記問題を具体的に説明する。

第１３図は衝撃試験片の正面図、第１４図は衝撃試験片
の端面図である。衝撃試験片１では高さＨや底の高さｈ
が規定されているが、これらの寸法Ｈやｈは、第１５図
及び第１６図に明らかなように、治具２の各基準面とエ
ンドミル３又は切欠部加工用カッタ４との位置関係で決
まるものである。従って、第１７図に示すような要求精
度Ｈ８により決定された基準面５Ａとエンドミル３の位
置関係が、機械稼働に伴う熱変位δが加わって第１８図
に示すように変化した場合、衝撃試験片１の要求精度６
に対する加工精度７（実験値）は第１９図（横軸は試験
片数、縦軸は精度）に示すように変化し、最後には許容
精度８を越え、加工不良となる。

第２０図は試験片１の材質の違いが加工精度に及ぼす影
響の例を示す。この図では、最初に普通材による加工例
の加工精度状況９を示し、次に剛性の高い材質、或いは
ステンレス等の切削困難な材質の加工例の加工精度状況
１０を示している。

この図示例によって明らかなように、試験片の材質に依
存して加工精度にばらつきが生じる。

第２１図は試験片の種類は同一であるが、加工作業の経
過に伴い、加工工具の磨耗、切れ味の低下に起因して加
工精度７が許容精度８から逸脱する例を示す。

第２２図は試験片の寸法の違いが加工精度に及ぼす影響
の例を示す。この図では、最初に標準試験片１ａによる
加工例の加工精度状況１１を示し、その後に厚みの小さ
いサブサイズの試験片１ｂによる加工例の加工精度状況
１２を示している。この図示例で明らかなように、試験
片の寸法の違いによって加工精度にばらつきが生じる。

以上において、種々の加工精度の変化を説明したが、実
際上は上記の諸条件が複雑に重なって発生し、要求精度
を確保することができない状況が発生していた。

上記問題を解決するための手段としては、例えば第２３
図に示すように、常に残し代を含ませた目標値Ｈ８＝Ｈ
ｏ＋αで一度目の加工を行い（第２３図（Ａ））　、加
工された試験片１の寸法Ｈ′を接触式タッチセンサ１３
で計測しく第２３図（Ｂ））、目標値に対する差δ＝Ｈ
ｏ　−Ｈ’を補正して最終仕上げ加工を行う（第２３図
（Ｃ））という仮住上げ、計測、補正最終仕上げの方法
により補正を行う方法がある。しかし、この方法は、仮
住上げの分、加工時間が長くなるため、処理能力の低下
及び工具寿命に至るまでに加工可能な試験片の数が激減
するという問題が生じる。更に、処理能力確保のための
設備台数の増加、寿命工具交換のための設備不稼働時間
の増加という問題も生じる。

本発明の目的は、上記の問題に鑑み、治具と工具の位置
関係及び規格等について必要最低限の計測と補正を行い
、これによって加工作業が連続的に長時間行われても要
求される加工精度を確保し且つ維持することができ、こ
れによって加工作業の自動化を達成し、加工設備を最大
限に有効に活用することができる衝撃試験片自動加工シ
ステムを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る衝撃試験片自動加工システムは、素材を支
持固定する第１の治具と、前記素材から試験片を切出す
第１の加工手段と、加工のための基準面を有し、前記試
験片を支持固定する第２の治具と、前記試験片の外周面
を面加工する第２の加工手段と、前記試験片に切欠部を
形成する第３の加工手段と、前記第２の治具の前記基準
面の位置や前記素材の寸法や前記第２の治具に固定され
た試験片の寸法を計測し、前記基準面と加工機械の変位
、前記加工手段の磨耗量や切れ味、前記試験片サイズの
違いによる前記加工手段の逃げ量などの加工誤差を検出
する計測手段と、前記計測手段で求められた加工誤差を
補正する補正手段と、前記加工手段の使用量を計測する
第１のカウンタと、前記加工機械の稼働量を計測する第
２のカウンタと、連続して加工される前記試験片の規格
、材質、サイズが変更される時又は前記第１及び第２の
カウンタのいずれかが出力を出した時、前記計測手段と
前記補正手段を動作させることにより前記加工誤差を補
正する制御手段とから構成される。

本発明に係る第２の衝撃試験片自動加工システムは、前
記第１の装置構成において、前記制御手段が、前記基準
面と加工機械の変位、前記加工手段の磨耗量や切れ味、
前記試験片サイズの違いによる前記加工手段の逃げ量な
どの前記加工誤差が予め定められた許容範囲を越えたと
きに前記補正を実行する指令を出すように構成される。

本発明に係る第３の衝撃試験片自動加工システムは、前
記第１の装置構成において、前記制御手段が決定する前
記計測及び補正を実行するタイミングが、前記試験片の
規格、材質、サイズのいずれか１つの連続性が中断した
時点に基づいて決まることを特徴とする。

本発明に係る第４の衝撃試験片自動加工システムは、前
記第３の装置構成において、前記基準面と前記加工機械
の変位に関して前記計測・補正を実行する場合に計測・
補正を行う時点の間隔が、規格に応じて変化するように
したことを特徴とする。

本発明に係る第５の衝撃試験片自動加工システムは、前
記第３の装置構成において、前記加工手段の磨耗量や逃
げ量に関して前記計測・補正を実行するタイミングが、
前記試験片の材質、サイズのうちいずれかの連続性が中
断した時点に基づいて決まることを特徴とする。

本発明に係る第６の衝撃試験片自動加工システムは、前
記第１の装置構成において、前記基準面と前記加工機械
の変位を計測する前記計測手段が、機械主軸に取り付け
られた接触式位置検出手段であり、前記補正手段が、前
記位置検出手段で稼働前及び稼働中の前記基準面の位置
を計測し、それによって得られた差分に基づき基準点を
移動させることにより前記補正を行うように構成される
。

本発明に係る第７の衝撃試験片自動加工システムは、前
記第１の装置構成において、前記加工手段の磨耗量及び
逃げ量を計測する前記計測手段が、機械主軸に取り付け
られた接触式位置検出手段であり、前記補正手段が、前
記位置検出手段で加工１した試験片の寸法を計測し、それによって得られた計測
値と目標値との差を次の加工目標値に反映することによ
り前記補正を行うように構成される。

〔作用〕

本発明による衝撃試験片自動加工システムでは、加工誤
差を計測し補正する計測手段及び補正手段と計測・補正
を計測手段と補正手段に実施させる制御手段とを備え、
衝撃試験片を形成する加工作業において加工作業を連続
的に行うに際して形成される前記試験片の加工精度が要
求精度から逸脱する原因となる要素、すなわち治具基準
面と加工機械の間の変位の発生、試験片の規格、材質、
サイズの違い、或いは加工手段の長期使用又は加工機械
の長期稼働を前記制御手段が監視し、試験片の加工精度
が要求精度から逸脱するおそれがあるときには制御手段
は前記計測手段と補正手段を動作させ、加工機械に生じ
た加工誤差を適切なタイミングで補正し、どのような加
工条件が発生しても常に高い精度で試験片を加工し、試
験片の加工作業の全自動化を可能にする。

　２〔実施例〕以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
。

先ず、第１図と第２図を参照して本発明に係る衝撃試験
片自動加工システムの装置構成を説明する。第１図は加
工機械の全体斜視図であり、第２図はシステム構成図を
示す。なお以下の図面中、先に説明した図面に既に表れ
た同一要素には同一の符号を付す。

第１図において、この加工機械４０では図中に示される
ようにＸ、　Ｙ、　Ｚの３つの移動軸を有し、この３軸
によって衝撃試験片と加工工具の位置が自在に変更され
る。２１はＸ軸方向に移動自在なテーブルであり、この
テーブル２１の上面に試験片を固定するための前記治具
２及び治具２２が配設される。治具２，２２は隣り合わ
せの位置で配置され、治具２２は試験片の上面及び側面
の加工、並びに試験片の割断に用いられ、治具２は切り
出された試験片の割断面の加工、切欠部の加工、及びパ
リ取りに用いられる。治具２において符号２４．２５は
それぞれクランプを示す。また２６はテーブル２１を載
置する基台である。

加工工具は機械主軸２７に取り付けられ、図示例では前
記エンドミル３が取り付けられている。

機械主軸２７が配設される取付は部２８はＺ軸方向に移
動自在である。更に取付は部２８が配設された支柱部２
９はＹ軸方向に移動自在である。使用される各種の加工
工具は一式回転方式の格納マガジン３０に予めにセット
され、加ニブログラムに従って自動的に選択され、交換
アーム３１を介して機械主軸２７に取り付けられる。格
納マガジン３０にセットされる加工工具としては、前記
接触式タッチセンサ１３、割断に用いるメタルソー３２
、前記切欠部加工用カッタ４、切欠部バリ取り用工具３
３などである。

第２図において、第１図に基づいて説明した加工機械４
０を２点鎖線のブロックで示し、この加工機械４０に対
し上位制御装置４１が設けられる。

加工機械４０はその内部に演算・制御を実行する制御装
置を内蔵し、上位制御装置４１から送られてくる各種デ
ータを用いて所要の演算及び制御の各処理を実行すると
共に、その処理状態に応じて上位制御装置４１に対し連
絡動作を行う。加工機械４０に内蔵される演算・制御機
能を回路要素として表すと、第２図に示されるように、
機械移動量計算部４２、移動軸制御部４３、補正量計算
部４４、タイミング計算部４５、タッチ位置計算部４６
、工具使用時間カウンタ４７、稼働時間カウンタ４８が
含まれている。機械移動量計算部４２には、上位制御装
置４１から、開始指令、試験片の材質、規格、サイズの
各データが入力される。

機械移動量計算部４２は入力された前記の各データに基
づいて機械移動量を計算し、それによって得られた位置
データを移動軸制御部４３に送る。

移動軸制御部４３はＸ、Ｙ、Ｚの各軸のモータ４９Ｘ、
４９Ｙ、４９Ｚのそれぞれに所要の制御信号を供給する
。１３は機械主軸２７に取り付けられた前記タッチセン
サであり、このタッチセンサ１３で得られたタッチ信号
はタッチ位置検出部４６に取り込まれ、移動軸制御部４
３から与えられ５る機械座標値を参照してタッチ位置を検出する。

タッチ位置検出部４６で得られたタッチ位置は補正量計
算部４４に与えられる。補正量計算部４４では、前記上
位制御装置４１から送られる前記の各データとタッチ位
置検出部４６から送られるタッチ位置のデータに基づい
て両者を比較し且つ補正量を計算し、得られた補正量を
機械移動量計算部４２に与える。機械移動量計算部４２
は補正量計算部４４から与えられた補正量を用いて補正
を行うための位置データを算出し、この位置データを移
動量制御部４３に与える。また工具使用時間カウンタ４
７で求められる工具使用時間と稼働時間カウンタ４８求
められる機械稼働時間は、タイミング計算部４５に入力
され、このタイミング計算部４５で計測が必要なタイミ
ングか否かを決定し、必要な場合には計測指令を出力す
る。機械移動量計算部４２はこの計測指令に基づいて計
測に必要な機械移動量を計算し、移動軸制御部４３を経
由して各移動軸を制御する。かかる計測中にはタッチセ
ンサ１３によりタッチ信号が入力され、６タッチの瞬間の機械座標をタッチ位置として目標値との
比較を行い、補正量を補正量計算部４４で計算する。こ
の補正量に基づき更に加工機械における加工位置が計算
され、前記と同様に各移動軸の移動量が制御される。

また上記の上位制御装置４１は、加工機械４０の他にも
、試験片を搬送する搬送装置を制御する搬送制御部５０
、試験片のハンドリングを行うロボットを制御するロボ
ット制御部５１、試験片をクランプする治具を制御する
治具制御部５２のそれぞれとの間において指令のやり取
りを行う。

次に上記の構成を有する加工機械に基づく本発明に係る
衝撃試験片自動加工システムの動作を、第３図〜第１２
図に従って説明する。

最初に第３図〜第１０図を参照して衝撃試験片自動加工
システムにおける機械変位等の計測・補正の考え方及び
補正のタイミングについて説明する。第３図に示すよう
に、機械主軸２７に取り付けた径φＤと長さｐが既知で
ある機械式又は電気式のタッチセンサ１３を用い、且つ
治具２の基準面５Ａ、５Ｂに接触した瞬間において機械
の内部に保有される機械座標値Ｘ、Ｚを用いることによ
り、その座標値と予め加工作業用プログラムによって決
められた基準面位置５Ａの位置Ｘ。＋ＺＯとの差を、加
工工具の位置を変化させることによって加工精度が精度
許容範囲を越えないように補正する。この補正を行うこ
とによって、先に第１−９図で示した試験片の精度推移
が、第４図に示されるように、補正を行った時点（イ）
において初期精度に復帰するため、その後の加工精度も
再び要求精度を満たし、良好なものとなる。上記の補正
を加工機械の可動中に適切な且つ効率の良いタイミング
で行うことにより、最少の計測・補正回数で常時加工機
械における加工精度を許容値範囲内に維持することがで
きる。

なお基準面５Ａの位置と機械主軸２７の中心との相対的
位置の計測手段としては、第５図及び第６図に示すよう
にレーザ測長器６１等の非接触式の計測装置を用いるこ
とができる。また他の変更実施例として、第７図及び第
８図に示すように、補正機構６２を基準面を有する治具
２の側に設けるように構成することもできる。この構成
では、治具２は案内部材６３を下部に備え、案内部材６
３の案内部に沿って移動自在に設けられ、且つ補正機構
は６２はサーボモータ６４とネジ部材６５を有し、補正
量に応じてサーボモータ６４によりネジ６５を回転させ
、治具２を移動させる。

次に、各種材質又はサイズの試験片を加工する場合には
、第９図に示すように材質、サイズが変わった時点（イ
）で計測、補正を行うことにより、安定した加工精度を
得ることができる。

次に、加工工具の磨耗による精度の低下が問題となる場
合には、第１０図に示すように加工工具の使用時間（又
は加工された試験片の個数）により予め設定された時間
（又は試験片の設定個数）、すなわち（イ）の時点で加
工後の試験片寸法を計測し、目標値との差を求め、この
差に基づきその次の試験片から補正を行うことによって
加工精度を良好に、精度の安定化を図ることができる。

以上のように、衝撃試験片を作る加工機械にう９ンダムに投入される試験片の要求精度、材質、サイズ、
加工機械の稼働時間、加工工具の使用時間をチエツクす
るように構成し、機械変位等を考慮することにより最適
なタイミングで計測・補正を行うように構成される。

次に第１１Ａ図及び第１１Ｂ図にした加工工程図と第１
２図に示したフローチャートとを用いて、本発明に係る
衝撃試験片自動加工システムによる計測・補正工程を含
む一連の加工作業の例を説明する。第１２図によるフロ
ーチャートは計測・補正のタイミングを説明するための
図である。

ステップＳ１において、最初にライン稼働前に試験片固
定用治具２の基準面５Ａ、５Ｂを電気式タッチセンサ１
３によって計測し、基準位置８１からの距離Ｘ。、ｉｏ
を求める。これらの値は記憶される。次のステップＳ２
では、基準面５Ｂに対し切欠部加工用カッタ４を接触さ
せ、接触した瞬間のカッタ４の位置ＩＣを求め、記憶す
る。

以上のステップＳＬ、３２は加工作業の前の準備作業で
あり、これらのステップを終了すると加０工機械４０によるラインを稼働する。加工機械による以
下の加工作業では、−例として１つの試験片素材から３
個の試験片を採取するものとする。

この３個の試験片は立設された試験片素材の上から１個
づつ加工され、割断される。

ステップＳ３において、治具２２に試験片素材８２を投
入すると共に、その時タッチセンサ１３を用いて治具２
の加工基準面５Ａ、５Ｂの基準位置８１からの位置Ｘと
ｌを計測し、記憶する。ステップＳ４ではエンドミル３
を用いて試験片素材８２の最上部の第１番目の試験片Ｉ
Ａの上面を仕上げた後、側面を仮住上げする。ステップ
Ｓ５では、加工幅をタッチセンサ８２で計測する（第１
２図中ステップ９３に対応）。ステップＳ６では、計測
した実際の加工幅と目標値との差を補正しく第１２図中
ステップ９４に対応）、再度エンドミル３を用いて試験
片ＩＡの側面を仕上げ加工する（第１２図中ステップ９
５に対応）。次のステップＳ７ては第１番目の試験片Ｉ
Ａを、その上部をロボット８３でつかんだ状態でメタル
ソー３２により割断し、１番目の試験片ＩＡを試験片素
材８２より切り離す。割断された試験片ＩＡはロボット
８３により一度つかみ変えを行い、その後治具２に搬入
され、クランプ２４と２５により、既に加工された面を
治具２の基準面５Ａ、５Ｂに当接させることにより、確
実に治具２に押し付ける（ステップＳ８）。次のステッ
プＳ９では、ステップＳ１で計測された稼働前の基準面
位置Ｘ。と稼働においてステップＳ３で計測された基準
面位置Ｘとの差を補正することによりエンドミル３で仮
住上げを行う。その後、タッチセンサ１３を用いて仮住
上げされた面の位置Ｘ、を計測しくステップ５１０）、
これを基準面位置Ｘと比較し、加工後の寸法Ｈ’−１Ｘ
−Ｘ、ｌを計算し、目標値との差を補正した後に仕上げ
加工を行う（ステップ５１１）。ステップ８１２では、
治具２に試験片ＩＡをクランプ２４．２５で押え、稼働
前の基準面接触時のカッタ位置Ａｃに対し稼働前後の基
準面５Ｂの変位δ、　＝１、−１を補正することにより
、切欠部加工用カッタ４で加工し、■溝を形成する。最
後のステップＳ１３では切欠部に生じたパリをパリ取り
工具３３で取り除き、このようにして得られた試験片Ｉ
Ａはロボット８３で加工機械から搬出される。

上記の第１１Ａ図と第１１Ｂ図で示した加工工程は、試
験片素材８２から最初に採取される試験片ＩＡの加工工
程のみに着目して説明したが、実際は、この第１番目の
試験片の作業工程の中に第２番目の試験片の作業工程が
含まれ、第２番目の試験片の作業工程が部分的に実施さ
れる。すなわち、第１番目の試験片ＩＡのステップＳｌ
ｌが終了すると、仕上げ用のエンドミル３は治具２２の
箇所に移動し、試験片素材８２の上側に位置する第２番
目の試験片に対し前記ステップＳ６を実施する。但し、
第２番目の試験片に関するステップＳ６ではエンドミル
３によって上面及び両側面の仕上げが行われる。その後
に第１番目の試験片ＩＡに関しステップＳ１２が続行さ
れる。

また前記第１番目の試験片の加工工程の中で行われてい
た補正の内容は、機械的変位、規格、材３質、サイズ等に対処するためのものである。

第１番目の試験片の加工が終了すると、次いで試験片素
材８２から第２番目の試験片を採取することになるので
あるが、第２番目の試験片の加工工程では前記ステップ
Ｓ３．Ｓ４．Ｓ５．Ｓ９゜ＳＩＯが省略され、機械的変
位等に対応するための補正に関しては、第１番目の試験
片の加工工程で求められた補正データをそのまま用いて
第２番目の試験片の加工を行う。従って、第２番目の試
験片の加工については、ステップＳ６．Ｓ７．Ｓ８、Ｓ
ｌｌ、Ｓ１２．Ｓ１３が実施される。最後に残った第３
番目の試験片に関する加工工程も前記第２番目の試験片
と同じである。以上のステップを第１２図で見てみると
、ステップ９５と９８に該当する。

最初の試験片素材８２から３個の試験片が採取されると
、次の試験片素材が治具２２に設置される（第１２図中
のステップ９９でＹＥＳの場合）。

２個目の試験片素材の加工に際しては、採取する試験片
の規格、材質、サイズがそれぞれ１個目の４試験片素材と同じであるならば、前記の１個目の試験片
素材の第２、第３の試験片の加工工程と同じステップで
同一の補正値を用いて加工作業が実施される（第１２図
中のステップ９３でＮＯの場合）。またこの時に、機械
稼働時間（又は加工試験片の個数）により決定された基
準面位置の補正タイミングであれば前記ステップＳ３に
よる計測が実施され、目標値との比較で補正値が更新さ
れる（第１２図中ステップ９１．９２に対応）。

また工具の使用時間から工具磨耗量についての補正を行
うタイミングであると判断された場合には２番目又は３
番目の試験片が仕上がった後に前記ステップＳ５による
計測が行われ、目標値との差に基づきその比較で得られ
た補正データがそれ以後の試験片加工時での補正に使用
される（第１２図中のステップ９６．９７に対応）。

仮に２個目の試験片素材の加工において、規格、材質、
サイズいずれか１つが１個目の試験片素材の場合と異な
るときには、前述した１個目の試験片素材で実施した加
工作業と同じ加ニステップが実行される（第１２図中の
ステップ９３．９４に対応）。一般的に述べると、ｎ個
目の試験片素材とｎ＋１個目の試験片素材のそれぞれの
規格、材質、サイズを比較し、すべて同じであるときに
はステップＳ３．Ｓ４，３５．Ｓ９．ＳＩＯは省略され
ると共に、残りのステップに対して、機械稼働時間によ
り機械変位を補正する必要のあるタイミングに達したと
きにはステップＳ３が追加実行され、また工具使用期間
により工具磨耗を補正する必要があるタイミングに達し
たときには仕上げ後に試験片の計測ステップが追加実行
される。更に、もし規格、材質、サイズのいずれか１つ
が異なるときにはステップ８３〜ステツプＳ１３のすべ
てのステップが実行される。

以上の加工作業ステップにより、加工機械４０にランダ
ムに投入される種々の試験片素材に対して連続的に高精
度の加工を実施することができ、各種タイプの衝撃試験
片を大量に且つ迅速に作製することができる。

上記のごとく加工作業において作業の諸量を最適なタイ
ミングで計測・補正し、機械変位、工具逃げ量、工具磨
耗量の補正を行う方式を採用するようにしたため、全自
動で長時間の間高い加工精度を維持することができ、且
つ機械及び工具を最大限有効活用できる衝撃試験片自動
加工システムを実現することができる。

なお、上記の実施例では、治具２の基準面位置を計測す
るタイミングが必ずしも関連する加工の直前になってい
ない。このことは、周辺設備、例えば試験片取扱い用の
ロボット、加工工具の自動交換装置等との関連で生じる
加工の待ち時間の有効活用、及び工具交換時間の削減の
ために生じるものである。上記の計測を行うタイミング
は、関連する加工の直前までにおいてどのステップの間
であっても構わない。

また前記試験片の規格には例えばＪＩＳやＡｓＴＭ（米
国規格）などがある。従ってこのような規格の違いを考
慮すると、加工基準面と機械との変位に関して計測・補
正を行う場合、そのタイミングは、規格に応じて変化し
、例えばＪＩＳ規格７の場合には長い間隔となり、ＡＳＴＭ規格の場合には短
い間隔となる。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、加工誤
差を計測する計測手段とその加工誤差に基づいて補正を
行う補正手段と最適なタイミング計測・補正を実行させ
る制御手段を備え、連続的に作製される衝撃試験片の加
工精度が要求精度を逸脱するおそれの在るすべての要因
についてチエツクし、必要なタイミングで加工誤差を計
測・補正するように構成したため、どのような材質、サ
イズの試験片がどのような順序で加工機械に投入されて
も安定して高い加工精度の試験片を作ることができ、衝
撃試験片自動加工システムの全自動化を達成することが
できる。また計測・補正のタイミングを最適なものとし
、その回数を最少限にすると共に、仮仕上げ、計測、補
正仕上げという時間のかかる処理を最小限としたため、
効率良く加工作業を自動化マることができ、更に、余分
な仮仕上げを排除したため、工具の使用時間を延長で　
８き、工具交換までのサイクルを長くし、工具交換に起因
する設備の不稼働時間が減少できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による加工機械の全体斜視図、第２図は
本発明に係る衝撃試験片自動加工システムのブロック構
成図、第３図は計測のための位置合せを示す説明図、第
４図は補正実行による加工精度の変化を示す説明図、第
５図及び第６図は他の計測装置を示す図、第７図は位置
調整機構を治具側に設けた例を示す正面図、第８図は第
７図の端面図、第９図及び第１０図は補正実行による加
工精度の変化を示す図、第１１Ａ図及び第１１Ｂ図は加
工工程を示す工程図、第１２図は加工作業の流れの中に
おける計測・補正タイミングを示すフローチャート、第
１３図は試験片の正面図、第１４図は試験片の端面図、
第１５図〜第１８図は加工作業における寸法を説明する
ための図、第１９図〜第２２図は加工精度がばらつき且
つ悪くなる例を説明するための図、第２３図は従来の加
工精度を向上させる方法を説明するための図である。〔符号の説明〕１、ＩＡ・・・・・・衝撃試験片２．２２・・・・・・治具３・・・・・・・ｅ４エンドミル５Ａ、５Ｂ・・・・・加工基準面１３・・・・・・・・タッチセンサ２４．２５・・・・拳クランプ２７・・・・・・・・機械主軸４０・・・・・・・・加工機械４１・・・・・・・・上位制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

（１）素材を支持固定する第１の治具と、前記素材から
試験片を切出す第１の加工手段と、加工のための基準面
を有し、前記試験片を支持固定する第２の治具と、前記
試験片の外周面を面加工する第２の加工手段と、前記試
験片に切欠部を形成する第３の加工手段と、前記第２の
治具の前記基準面の位置や前記素材の寸法や前記第２の
治具に固定された試験片の寸法を計測し、前記基準面と
加工機械の変位、前記加工手段の磨耗量や切れ味、前記
試験片サイズの違いによる前記加工手段の逃げ量などの
加工誤差を検出する計測手段と、前記計測手段で求めら
れた加工誤差を補正する補正手段と、前記加工手段の使
用量を計測する第１のカウンタと、前記加工機械の稼働
量を計測する第２のカウンタと、連続して加工される前
記試験片の規格、材質、サイズが変更される時又は前記
第１及び第２のカウンタのいずれかが出力を出した時、
前記計測手段と前記補正手段を動作させることにより前
記加工誤差を補正する制御手段とからなることを特徴と
する衝撃試験片自動加工システム。
（２）請求項１記載の衝撃試験片自動加工システムにお
いて、前記制御手段は、前記基準面と加工機械の変位、
前記加工手段の磨耗量や切れ味、前記試験片サイズの違
いによる前記加工手段の逃げ量などの前記加工誤差が予
め定められた許容範囲を越えたときに前記補正を実行す
る指令を出すように構成されることを特徴とする衝撃試
験片自動加工システム。
（３）請求項１記載の衝撃試験片自動加工システムにお
いて、前記制御手段が決定する前記計測及び補正を実行
するタイミングは、前記試験片の規格、材質、サイズの
いずれか１つの連続性が中断した時点に基づいて決まる
ことを特徴とする衝撃試験片自動加工システム。
（４）請求項３記載の衝撃試験片自動加工システムにお
いて、前記基準面と前記加工機械の変位に関して前記計
測・補正を実行する場合に計測・補正を行う時点の間隔
は、規格に応じて変化するようにしたことを特徴とする
衝撃試験片自動加工システム。
（５）請求項３記載の衝撃試験片自動加工システムにお
いて、前記加工手段の磨耗量や逃げ量に関して前記計測
・補正を実行するタイミングは、前記試験片の材質、サ
イズのうちいずれかの連続性が中断した時点に基づいて
決まることを特徴とする衝撃試験片自動加工システム。
（６）請求項１記載の衝撃試験片自動加工システムにお
いて、前記基準面と前記加工機械の変位を計測する前記
計測手段は、機械主軸に取り付けられた接触式位置検出
手段であり、前記補正手段は、前記位置検出手段で稼働
前及び稼働中の前記基準面の位置を計測し、それによっ
て得られた差に基づき基準点を移動させることにより前
記補正を行うことを特徴とする衝撃試験片自動加工シス
テム。
（７）請求項１記載の衝撃試験片自動加工システムにお
いて、前記加工手段の磨耗量及び逃げ量を計測する前記
計測手段は、機械主軸に取り付けられた接触式位置検出
手段であり、前記補正手段は、前記位置検出手段で加工
した試験片の寸法を計測し、それによって得られた計測
値と目標値との差を次の加工目標値に反映することによ
り前記補正を行うことを特徴とする衝撃試験片自動加工
システム。