CN101439410B

CN101439410B - 机床、传感器组件、以及测量方法

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Publication number: CN101439410B
Application number: CN2008101776423A
Authority: CN
Inventors: 田中诚
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2007-11-22
Filing date: 2008-11-20
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2028-11-20
Also published as: KR20090053689A; DE602008001423D1; JP2009125856A; CN101439410A; US20090133239A1; EP2062686A1; EP2062686B1

Abstract

本发明是对工件的尺寸进行机内测量的机床，提供能够正确测量工件的直径并且可以小型化的机床。其是一种对把持在主轴(2)上的工件进行加工的机床(1)，其中，具有：转塔刀架(7)，其具有多个工具安装面(10)；传感器(24)，其用于测量上述工件的尺寸；支柱(22)，其保持传感器(24)，安装在多个工具安装面(10)中的一个上，使该工具安装面(10)和传感器(24)之间的转塔刀架(7)的径向的距离即传感器距离伸缩，支柱(22)的径向的长度是，在传感器距离缩短的状态下，在转塔刀架(7)旋转的情况下，支柱(22)以及传感器(24)与机床(1)的其他构成部不干涉的长度。

Description

机床、传感器组件、以及测量方法

技术领域

本发明涉及用在转塔刀架上设置的刀具进行金属加工的机床，特别涉及对加工对象物即工件的尺寸进行测量的技术。

背景技术

一直以来，作为机床的一种，使用着具备旋转式的工具选择机构即转台的转塔车床。

图21是表示一般的现有的转塔车床的一个例子的外观立体图。如图21所示那样，转塔车床200具备主轴2以及转台3。

主轴2被支承在设置在工作台4上的主轴台5上，通过主轴卡盘6把持并旋转工件(未图示)。

转台3由转塔刀架7、分度机构8以及转塔滑板9构成。

转塔刀架7，在旋转轴的周围具有多个工具安装面10，以通过分度机构8能够旋转的方式被支承。在工具安装面10上经由工具台11a装载有车刀、钻头等工具11。

另外，连接主轴2的旋转轴和转塔刀架7的旋转轴的直线与X轴平行。

分度机构8设置在转塔滑板9上，通过马达驱动使转塔刀架7旋转，由此能够使特定的工具安装面10位于工件侧。

图22是表示转塔车床200的转塔刀架7与主轴2的位置关系的主视图。

如图22所示，使转塔刀架7旋转以使得用于加工工件12的工具11，来到通过主轴2的旋转轴并与X轴平行的直线上的工件12侧的位置。另外，一般将使车刀等工具11位于该旋转位置的动作称为将工具11“分度”，以下也使用这种称呼方法。

分度机构8通过马达驱动能够使转塔刀架7在平行于主轴2的旋转轴的方向上即Z轴方向上移动。

转塔滑板9，在工作台4上，设置为可在与Z轴方向正交的X轴方向上移动，通过马达驱动，使转塔刀架7以及分度机构8一起在X轴方向移动。

这样，通过转塔刀架7在X轴方向以及Z轴方向移动，能够用被分度在工件12侧的工具11对把持在旋转的主轴2上的工件12进行加工。

以上说明的构成，通常被收纳在筐体(未图示)中，在筐体内进行工件的加工。

在此，在转塔车床等机床上设有在机内测量工件的尺寸的功能。通过使用该功能，不必将工件取到机外就能够测量尺寸，因此能够提高机床的作业效率。

此外，通过测量由于温度变化等机内的环境变化所引起的工件或者机体的变位，来校正对机床的控制量，从而能够维持很高的尺寸精度。

例如，存在如下一种转塔车床，即、在转塔刀架的工具安装面上经由工具台或者同样的安装工具安装传感器，从而具有测量工件的直径的功能的转塔车床。

此时，利用传感器测量从主轴的旋转轴开始转塔刀架侧的工件的外周的一点以上的位置，并根据所测量的值来计算直径。

采用这种计算方法的原因是由于无法扩大包含工具台以及工具的转塔刀架的最大旋转半径。

图23是表示一般的转塔车床中的包含工具台的转塔刀架的最大旋转半径和可动范围的图。

如图23所示，在现有的转塔车床200中，转塔刀架7在处于切削位置的工具11稍微越过主轴2的旋转轴程度的范围内，在X轴方向移动。

转塔刀架7的X轴方向的可动范围是这种范围，在对工件12的外周进行切削以及进行镗削加工等方面上没有任何问题。

但是，在将传感器安装到工具台11a等安装工具上的情况下，实际上无法隔着主轴2的旋转轴测量与转塔刀架7相反侧的位置。

当然，只要安装工具的径向的长度长，就能够测量从主轴2的旋转轴开始对向一侧的工件的侧面位置。

但是，理想的是缩短包含工具台11a等的安装工具以及所安装的工具等的转塔刀架7的最大旋转半径R。

这是为了在转塔刀架7旋转时安装工具以及工具等与机内的其他构成部不发生干涉，为了转塔车床200整体的紧凑化、以及确保工具相对于转塔刀架7的位置精度等。

这样，在通过从主轴2的旋转轴开始测量一侧的工件的外周位置来计算直径的情况下，由于温度变化等机内的环境变化所引起的工件和机体的变形等，会使获得正确的值很困难。

在此，提出有一种具有通过测量工件直径两端的位置来直接测量工件直径的机构的转塔车床(例如，参照专利文献1)。

图24是表示具备用于直接测量工件直径的机构的现有的转塔刀架的一个例子的概要图。图24(A)是主视图，图24(B)是俯视图。

如图24(A)以及图24(B)所示的转塔车床50具备在转塔刀架7的前方可旋转地支承在转塔刀架7中心的非旋转部件上的臂部31。此外，在臂部31的前端部上安装有传感器24。

该臂部31的长度是在转塔刀架7接近主轴2时，传感器32能够测量工件12的直径两端(P1和P2)中、隔着主轴2的旋转轴与转塔刀架7相反侧的一端(P2)的位置的长度。

转塔车床50，通过采用这种构成，如图24(B)所示那样，能够测量工件12的直径两端亦即P1以及P2的位置。根据这样得到的P1和P2的差分能够求得工件12的直径。

专利文献1：日本实开平7-3902号公报。

但是，根据现有技术将安装传感器用的臂部与转塔刀架分别单独设置，所以很难使转塔车床小型化。

此外，如图24(A)以及图24(B)所示，臂部的旋转半径较大，所以也有无法设置臂部情况。

进而，由于臂部设置在转塔刀架的前方，所以在工具交换时臂部容易成为障碍。

发明内容

本发明是考虑上述现有的课题而提出的，是对工件的尺寸进行机内测量的机床，目的在于提供一种能够正确测量工件的直径并且可以小型化的机床。

此外，本发明是安装在机床上的传感器组件，目的在于提供一种能够正确测量工件的直径并且可以实现机床小型化的传感器组件。

为了达成上述目的，本发明的机床，对把持在主轴上的工件进行加工，其中，具有：转塔刀架，其具有多个工具安装面；传感器，其用于测量上述工件的尺寸；距离伸缩机构，其保持上述传感器，且安装在上述多个工具安装面中的一个上，使该工具安装面和上述传感器之间的上述转塔刀架的径向的距离即传感器距离伸缩，上述距离伸缩机构的上述径向的长度是，在上述传感器距离缩短的状态下，在上述转塔刀架旋转的情况下，上述距离伸缩机构以及上述传感器与上述机床的其他构成部不干涉的长度。

根据该构成，传感器经由距离伸缩机构安装在转塔刀架的工具安装面上。此外，在传感器距离缩短的状态下，距离伸缩机构以及传感器不会妨碍转塔刀架的旋转。

此外，通过传感器距离伸长，从转塔刀架来看，能够使传感器位于比主轴的旋转轴更向对向侧的位置。作为结果，能够测量把持在主轴上的工件的直径两端的位置。

因此，本发明是对工件的尺寸进行机内测量的机床，目的在于提供一种能够正确测量工件的直径并且可以小型化的机床。

此外，也可以是，上述距离伸缩机构，具有转动的臂部，上述臂部在端部保持有上述传感器的状态下转动，由此使上述传感器距离伸缩。

此外，也可以是，上述距离伸缩机构，具有在上述径向伸缩的支柱，上述支柱在与上述工具安装面相反侧的端部保持有上述传感器的状态下伸缩，由此使上述传感器距离伸缩。

这样，本发明的距离伸缩机构也可以是通过旋转运动进行传感器距离的伸缩即传感器的径向的位置变更的机构，还可以是通过直线运动进行上述动作的机构。

此外，也可以是，上述距离伸缩机构的上述径向的长度，是在上述传感器距离伸长的状态下，在将上述主轴能把持的最大直径的工件把持在上述主轴上的情况下，使上述传感器隔着上述工件位于与上述转塔刀架相反侧的长度，上述传感器，在上述距离伸缩机构伸长了上述传感器距离的状态下，通过使上述转塔刀架移动，来检测位于包含上述转塔刀架的旋转轴和上述主轴的旋转轴在内的平面上的、上述工件直径两端的位置。

这样，机床根据作为加工对象的工件的最大直径来确定伸缩机构的伸长状态的长度，由此，无论将何种工具把持在主轴上，都能够正确测量其直径。

此外，也可以具备控制部，该控制部在上述转塔刀架的旋转位置是上述传感器位于上述工件侧的旋转位置时，使上述距离伸缩机构伸长上述传感器距离，且以变更上述传感器和上述工件之间的距离的方式使上述转塔刀架移动。

通过具备这种控制转塔刀架的旋转位置以及伸缩机构的伸缩等的动作的控制部，能够高效地进行例如工件的直径的正确测量。

此外，本发明不仅能够以这种机床实现，还可以以在这种机床上所使用的传感器组件实现。

进而，本发明还能够以包含本发明的机床以及传感器组件中的特征动作步骤在内的、工件直径的测量方法来实现。此外，还能够作为使这些步骤在机床以及传感器组件中执行的控制程序实现。

根据本发明的机床，通过经由伸缩机构安装在转塔刀架上的传感器，能够直接测量工件的直径。此外，伸缩机构等不会不必要地消耗机内空间，并且伸缩机构等不会妨碍转塔刀架的旋转。

这样，本发明能够提供在机内可以正确测量工件的直径且可以小型化的机床。并能够提供测量方法。此外，本发明还能够提供给机床带来这种效果的传感器组件以及测量方法。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的转塔车床的外观的立体图。

图2是表示实施方式1中的传感器组件缩短状态的外观的放大立体图。

图3是表示实施方式1中的传感器组件伸长状态的外观的放大立体图。

图4是表示实施方式1的转塔车床的主要功能构成的框图。

图5是表示实施方式1中的传感器组件缩短状态的外观的放大主视图。

图6是表示实施方式1中的传感器组件伸长状态的外观的放大主视图。

图7是表示实施方式1的转塔车床测量工件的直径时的动作流程的一个例子的动作概要图。

图8是表示本发明的实施方式2中的传感器组件的外观的放大立体图。

图9是表示从图8所示状态臂部转动90度后的状态的传感器组件的外观的放大立体图。

图10是表示从图9所示状态臂部再转动90度后的状态的传感器组件的外观的放大立体图。

图11是表示实施方式2中的传感器组件的传感器距离缩短状态的外观的放大主视图。

图12是表示实施方式2的传感器组件的构成的俯视图。

图13是表示凸轮的外观的立体图。

图14是表示齿轮箱的内部构造的概要的图。

图15是表示凸轮移动样子的示意图。

图16是表示第一罩片和第二罩片关闭状态的图。

图17是表示第一罩片和第二罩片完全打开前的状态的图。

图18是表示将第一罩片和第二罩片完全打开了的状态的图。

图19是表示第一罩片和第二罩片打开时的传感器组件的动作的流程的图。

图20是表示在测量工件的直径时传感器组件和工件之间的位置关系的一个例子的图。

图21是表示一般的转塔车床的主要部分的一个例子的外观立体图。

图22是表示一般的转塔车床中的转塔刀架与主轴的位置关系的主视图。

图23是表示在一般的转塔车床中的转塔刀架的最大旋转半径和可动范围的图。

图24是表示具备用于测量工件直径的机构的现有的转塔刀架的一个例子的概要图。

符号说明

1,100...转塔车床；2...主轴；3...转台；4...工作台；5...主轴台；6...主轴卡盘；7...转塔刀架；8...分度机构；9...转塔滑板；10...工具安装面；11...工具；11a...工具台；12...工件；20，120...传感器组件；21，121...基台；22...支柱；22a...支柱脚部；22b...支柱头部；24...传感器；32...可动部；40...机构部；41...控制部；122...臂部；123...齿轮箱；123a...齿轮壳；123b...第一齿轮；123c...第二齿轮；123d...第三齿轮；123e...突起；124...驱动部；124a...驱动轴；125...第一罩片；

126...第二罩片；127...后罩；128...凸轮；128a...凸轮槽；128b...滑动部件安装部；129...滑动部件。

具体实施方式

(实施方式1)

参照附图详细说明在本发明的实施方式1中的、作为机床的一个例子的转塔车床。

首先，使用图1～图3说明实施方式1的转塔车床的构成。

图1是表示本发明的实施方式1的转塔车床的外观的立体图。

如图1所示，转塔车床1的基本构成与图21所示的现有一般的转塔车床200同样，具备把持并旋转工件的主轴2以及旋转式的工具选择机构即转台3等。

但是转塔车床1作为特征构成部还具备传感器组件20。

传感器组件20具有在转塔刀架7的径向伸缩的支柱22和用于测量工件的尺寸的传感器24，且能够整体伸缩。

此外，传感器组件20与工具台11a同样地设置在转塔刀架7的工具安装面10上。

就是说，传感器24像一个工具那样地安装在转塔刀架7上。

另外，在本实施方式的转塔车床1中，主轴2的旋转轴与转塔刀架7的旋转轴平行，包含这两个旋转轴的平面与X轴平行。

图2是表示实施方式1中的传感器组件20缩短状态的外观的放大立体图。

如图2所示，传感器组件20具有：安装在工具安装面10上的基台21、从基台21向转塔刀架7的径向立起的支柱22、以进行测量时的姿态被固定在支柱22上的传感器24。

支柱22由分离的支柱脚部22a和支柱头部22b构成。支柱脚部22a具有持有在支柱22的立起方向往复移动的可动部32的驱动器(未图示)。支柱头部22b安装在驱动器的可动部32上。

支柱22利用该驱动器进行伸缩。就是说，传感器组件20整体在转塔刀架7的径向伸缩。

此外，传感器24保持在径向伸缩的支柱22的与工具安装面10相反侧的端部上。

由此，能够使工具安装面10和传感器24之间的转塔刀架7的径向的距离即传感器距离伸缩。

另外，利用支柱22以及驱动器实现本发明的机床以及传感器组件中的距离伸缩机构。

此外，在本实施方式中，采用汽缸作为驱动器。

在此，在转塔刀架7上存在供给用于切粉流等的空气的情况。此时，能够利用供给到该转塔刀架7上的空气来驱动汽缸，使传感器组件20伸缩。

图3是表示实施方式1中的传感器组件20伸长状态的外观的放大立体图。

如图3所示，通过支柱22的伸长，传感器组件20整体伸长。

传感器24在本实施方式中是检测与物体的接触的所谓接触式的传感器。

通过在传感器组件20伸长的状态下转塔刀架7移动，传感器24就能够检测工件12直径两端的位置。

转塔车床1或者与转塔车床1连接的计算机等，求出这样得到的工件12的直径两端的位置的差分，由此能够获得工件12的直径。

这种传感器组件20的伸缩以及转塔刀架7的移动等的动作是通过转塔车床1所具备的控制部来控制的。

图4是表示实施方式1的转塔车床1的主要功能构成的框图。

如图4所示，转塔车床1作为主要的功能构成具备包含上述的转塔刀架7等的机构部40和控制部41。

控制部41具有控制机构部40的动作的功能，例如，利用具有中央运算装置(CPU)、存储装置以及进行信息的输入输出的接口等的计算机来实现。

例如，在测量工件的直径时，控制部41，在转塔刀架7的旋转位置是在传感器24位于工件侧的旋转位置时，使传感器组件20从缩短状态向伸长状态变化。接着，使上述转塔刀架7移动，以变更传感器24与工件之间的距离。

根据这种控制，传感器组件20伸长，转塔刀架7移动，由此测量该工件直径两端的位置。

另外，可以以在工件的加工前、加工途中、或者加工后等，在规定的时刻测量工件直径的方式进行编程。

接着，使用图5以及图6说明传感器组件20伸缩产生的效果。

图5是表示实施方式1中的传感器组件20缩短状态的外观的放大主视图。

另外，如图5所示，在工件12的外周上的2点即P1以及P2处于包含主轴2的旋转轴(＝工件12的旋转轴)和转塔刀架7的旋转轴的平面上，P1和P2的距离是工件的直径。

该平面由在图5中用通过主轴2的旋转轴和转塔刀架7的旋转轴的直线表示，与X轴平行。

此外，P1是本发明的测量方法中位置测量的对象即第一端的一个例子，P2是第二端的一个例子。

如图5所示，支柱22的转塔刀架7的径向的长度，在支柱22缩短的状态，就是说传感器距离缩短的状态下，是在转塔刀架7旋转的情况下，支柱22以及传感器24与转塔车床1的其他构成部不干涉的长度。就是说，是传感器组件20整体与其他构成部不干涉的长度。

例如，只要是安装了工具的情况下的转塔刀架7的最大旋转半径(R₁)内的长度，即使转塔刀架7旋转，传感器组件20也不与其他构成部干涉。

因此，这样，在支柱22缩短的状态，就是说只要在传感器距离缩短的状态下，转塔刀架7旋转不会受到传感器组件20的存在的影响，而能够自由旋转来加工工件或者交换工具等。

另外，如图5所示，在将R₁规定为从转塔刀架7的旋转轴开始到工具台11a的前端为止的距离的情况下，也考虑传感器组件20的一部分超过R₁的情况。

即使是这种情况，在转塔刀架7旋转时，只要传感器组件20收纳在与其他构成部不干涉的区域(非干涉区域)内，就不会给转塔刀架7的旋转动作带来任何影响。

就是说，支柱22缩短状态的长度，只要是支柱22以及传感器24收纳在非干涉区域内的长度即可。

换言之，缩短了传感器距离的情况下的支柱22的长度，只要是不妨碍转塔刀架7的旋转的长度即可。

在此，转塔刀架7能够在X轴方向移动到R₁稍微越过主轴2的旋转轴程度为止。因此，即使支柱22在缩短的状态，也能够测量工件12的直径两端中的与转塔刀架7近的P1的位置。

但是，无法测量该两端中、离转塔刀架7远的P2的位置。

于是，本实施方式的转塔车床1可以通过使支柱22伸长来由传感器24测量P2的位置。

图6是表示实施方式1中的传感器组件20伸长状态的外观的放大主视图。

如图6所示，在通过使支柱22伸长，传感器组件20在径向伸长的情况下，传感器24位于R₁外。

这样，传感器组件20处于伸长的状态，并且转塔刀架7向主轴2方向接近，由此能够使传感器24位于，相比主轴2的旋转轴的对向侧，就是说对该旋转轴而言与转塔刀架7相反侧。

由此，能够测量工件12的直径的两端中、离转塔刀架7远的P2的位置。

例如，假定主轴2能够把持的工件的最大直径是100mm左右的情况。此时，如果在支柱22伸长的状态下传感器24位于距离R₁向外60mm左右之外的话，就能够通过传感器24测量P2的位置。

就是说，支柱22的径向的长度，是在传感器距离伸长了的状态，在主轴2把持了主轴2可把持的最大直径的工件的情况下，使传感器24位于隔着该工件与转塔刀架7相反侧的长度。

只要支柱22伸长状态的长度是这种长度，即使是例如依次加工各种大小的工件的情况，也能够测量这些工件的直径。

接着，利用图7说明转塔车床1测量工件的直径时的动作流程。

图7是表示实施方式1的转塔车床1测量工件12的直径时的动作流程的一个例子的动作概要图。另外，图7所示的一系列动作通过上述的控制部41控制。

首先，【1】通过使转塔刀架7旋转，使传感器组件20位于工件12侧。

此时的转塔刀架7的旋转位置是传感器24位于通过主轴2的旋转轴和转塔刀架7的旋转轴的直线上的旋转位置(参照图5)。

接着，【2】在传感器距离伸长的状态下，转塔刀架7平行于X轴地向主轴2的方向移动。该移动的结果，传感器24通过检测到与工件12的接触来测量P1的位置。

接着，【3】转塔刀架7平行于Z轴地向前方向(在图7中的下方向)移动。进而，平行于X轴，隔着主轴2的旋转轴向与P1相反的方向(在图7中的左方向)上移动。通过该移动，传感器24来到越过工件12的位置。

接着，【4】转塔刀架7平行于Z轴地向后方向(在图7中的上方向)上移动。进而，平行于X轴，向主轴2的方向(在图7中的右方向)移动。该移动的结果，传感器24通过检测与工件12的接触来测量P2的位置。

本实施方式的转塔车床1通过这种动作能够测量把持在主轴2上的工件的直径。

具体来说，能够通过直接测量工件直径两端的位置来测量直径。由此能够获得正确的直径的值。

此外，进行这种测量的传感器组件20与车刀等工具同样地安装在转塔刀架7的工具安装面10上。

就是说，传感器组件20以不会不必要的耗费转塔车床1内的空间，且能够正确测量工件直径的方式设置在转塔车床1上。

此外，传感器组件20在测量工件的直径以外的时候是缩短的状态，不会妨碍转塔刀架7的旋转。

此外，传感器组件20可以独立开发，如果基台21的形状或者大小等发生了变化，能够在各种转塔车床中用于工件尺寸的机内测量。

这样，本实施方式的转塔车床1是能够正确地测量工件的直径并且能够实现小型化的机床。此外，本实施方式的传感器组件20是能够将这种效果带给机床的传感器组件。

以上说明了作为本发明的机床的一个例子的转塔车床1。但是，本发明不仅限定于该实施方式。

在不脱离本发明的宗旨的范围内，将本领域技术人员能想到的各种变形实施在本实施方式中的发明也包含在本发明的范围内。

例如，在本实施方式中，传感器组件20测量的工件的尺寸是工件的直径，具体来说是图7所示的工件的外径。

但是，也可以利用传感器组件20测量工件的其他尺寸。例如也可以测量通过镗孔加工形成的孔的直径即孔的内径。

传感器组件20，如上所述，能够使传感器24位于把持于主轴2的工件外径的两端。就是说，可以使传感器24位于比工件的外径短的长度的内径的两端，由此能够正确获得内径的值。

此外，在本实施方式中，采用汽缸作为驱动器。但是，也可以采用螺线管或者电气马达作为驱动器。

此外，传感器24也可以不是接触式的传感器，也可以是对工件的形状以及位置等进行光学测量的传感器，还可以是测量尺寸以外的温度等物理参数的传感器。

此外，对于具备作为旋转式的工具选择机构的转塔车床的机床而言，除了转塔车床以外，还有机加工中心等。因此，即使是转塔车床以外的机床，也能够使用本发明的传感器组件来测量加工对象物的尺寸。

(实施方式2)

作为本发明的实施方式2，对具有能够通过在端部具备传感器24的臂部122的转动来使传感器距离伸缩的传感器组件120的转塔车床100进行说明。转塔车床100是本发明的机床的另一个例子。

另外，实施方式2的转塔车床100的基本构成与实施方式1的转塔车床1相同。于是，在实施方式2中，以作为特征构成部的传感器组件120为中心进行说明。

首先，利用图8～图11，对本实施方式2中的传感器组件120的基本构成进行说明。

图8是表示本发明的实施方式2中的传感器组件120的外观的放大立体图。

传感器组件120具有：基台121、设置于基台121并转动的臂部122、与臂部122一体转动的齿轮箱123、驱动臂部122的转动的驱动部124、覆盖传感器24(在图8中没有表示)的第一罩片125和第二罩片126、在臂部122的前端部设置的后罩127。

图8表示将臂部122收在内侧并缩短传感器距离状态下的传感器组件120。从该状态，驱动部124能够使臂部122转动180度。

保持在臂部122的端部的传感器24通过臂部122转动来使与工具安装面10的距离伸长。

图9是表示臂部122从图8所示状态转动90度后的状态的传感器组件120的外观的放大立体图。

图10是表示臂部122从图9所示状态再转动90度的状态的传感器组件120的外观的放大立体图。

如图9所示，随着臂部122的转动，第一罩片125和第二罩片126打开。

此外，如图10所示，当臂部122从图8所示状态转动180度后，成为传感器距离被伸长了的状态，第一罩片125和第二罩片126完全打开。

这样，传感器组件120，通过使臂部122转动，能够将传感器24的径向的位置向远离工具安装面10的位置移动。就是说，能够伸长传感器距离。

通过这样地伸长传感器距离，能够通过传感器24直接测量工件直径两端的位置。

另外，驱动部124由例如汽缸和齿轮齿条副构成，从而可将汽缸作为驱动源来使臂部122转动。

此外，在使用汽缸作为驱动部124时，如上所述，为了排出切粉流等能够利用被供给到转塔刀架7上的空气。

此外，通过臂部122和驱动部124实现本发明的机床以及传感器组件中的距离伸缩机构。

此外，臂部122从图10所示的状态反向转动180度后，成为图8所示的状态，就是，传感器距离缩短并且第一罩片125和第二罩片126处于关闭状态。

这种第一罩片125和第二罩片126的开闭动作在本实施方式中通过的齿轮箱123以及联杆机构实现。关于联杆机构的详细情况在后面叙述。

另外，在传感器组件120处于传感器距离缩短的状态下，传感器组件120的径向的长度是不与机床的其他构成部干涉的长度。

图11是表示实施方式2中的传感器组件120的传感器距离缩短状态的外观的放大主视图。

如图11所示，在传感器组件120处于传感器距离缩短状态时，在本实施方式中，传感器组件120的一部分超过了上述最大旋转半径R₁。

但是，传感器组件120由于收容在非干涉区域(图11的R₂所示的圆内)，所以传感器组件120不会妨碍转塔刀架7的旋转动作。

这样，实施方式2的传感器组件120也与实施方式1的传感器组件20相同，以不妨碍转塔刀架7的旋转的方式安装在转塔刀架7上。

此外，传感器组件120位于工件侧的切削位置时，通过臂部122转动，使传感器距离伸长。由此能够直接测量工件的直径。

接着，使用图12～图18详细说明实施方式2的传感器组件120的构成以及动作的详细情况。

图12是表示实施方式2的传感器组件120的构成的俯视图。

如图12所示，传感器组件120，在上述臂部122等构成部之外，具备凸轮128和滑动部件129。

此外，驱动部124具有与转塔刀架7的旋转轴平行即平行于Z轴方向的驱动轴124a。

臂部122与驱动轴124a连接，驱动部124经由驱动轴124a能够使臂部122转动。

此时，安装于臂部122上的齿轮箱123与臂部122一起转动。伴随该转动，齿轮箱123内的齿轮旋转并使凸轮128向与Z轴平行的方向移动。

这样通过凸轮128移动，连接在凸轮128上的滑动部件129向相同方向移动。

另外，滑动部件129仅可以相对臂部122以及齿轮箱123在平行于Z轴的方向上滑动。由此，与滑动部件129连接的凸轮128相对臂部122以及齿轮箱123不旋转。

图13是表示凸轮128的外观的立体图。

凸轮128具有：凸轮槽128a，齿轮箱123内的齿轮的内周突起与其卡合并滑动；滑动部件安装部128b，其是滑动部件129所安装的部位。

图14是表示齿轮箱123的内部构造的概要的图。

如图14所示，齿轮箱123具有齿轮壳123a、第一齿轮123b、第二齿轮123c和第三齿轮123d。

这三个齿轮中只有第一齿轮123b相对基台121不旋转。具体来说，固定在基台121的圆筒部121a(参照图12)上。

因此，当齿轮箱123以驱动轴124a为中心转动时，第一齿轮123b相对齿轮壳123a相对旋转。

此外，在第三齿轮123d的内周设有突起123e，与插入在第三齿轮123d的内侧的孔中的凸轮128的凸轮槽128a卡合。此外，凸轮槽128a的方向是相对第三齿轮123d的旋转面倾斜的方向。

在该构造中，通过第三齿轮123d旋转，相对齿轮箱123不旋转的凸轮128在平行于Z轴的方向，即图14的里面方向或者跟前方向移动。

例如，当驱动轴124a如图14那样顺时针转动时，伴随之，齿轮箱123向相同方向转动。

此时，在基台121上固定的第一齿轮123b，相对齿轮壳123a逆时针旋转。

该第一齿轮123b的旋转力经由第二齿轮123c传递到第三齿轮123d，第三齿轮123d逆时针旋转。由此，凸轮128在平行于Z轴的方向上移动。

图15是表示凸轮128移动样子的示意图。

如图15所示，突起123e在凸轮槽128a上一边滑动一边在垂直于Z轴的方向上移动。由此，凸轮128向平行于Z轴的方向移动。

例如，图15的左方向是图14的里面方向时，齿轮箱123顺时针转动，由此第三齿轮123d逆时针旋转。由此，凸轮128向图14的跟前方向(图15的右方向)移动。

此外，当齿轮箱123逆时针转动时，凸轮128向图14的里面方向(图15的左方向)移动。

滑动部件129伴随这种凸轮128的移动而移动，通过联杆机构开闭第一罩片125和第二罩片126。

图16是表示第一罩片125和第二罩片126关闭状态的图。

如图16所示，第一罩片125通过第一销125a与后罩127可转动地连接，能够以第一销125a为转动轴转动。

此外，第二罩片126通过第二销126a与后罩127可转动地连接，能够以第二销126a作为转动轴转动。

此外，第一罩片125和第二罩片126通过联杆分别与滑动部件129连接。

若凸轮128从如图16所示的状态向传感器24存在的方向、即图16的右方向移动，则滑动部件129也向右方向移动。

当滑动部件129向右方向移动时，通过联杆机构，第一罩片125向图16的上方向转动。此外，第二罩片126向下方向转动。就是说，第一罩片125和第二罩片126以打开的方式进行转动。

这样，随着凸轮128向右方向移动，第一罩片125和第二罩片126逐渐打开，经由图17所示的状态变为图18所示的状态。

图17是表示第一罩片125和第二罩片126完全打开前的状态的图，图18是表示它们完全打开后的状态的图。

如图18所示，第一罩片125和第二罩片126分别转动大概90度，由此，在由传感器24对工件的尺寸进行测量时，这些罩片不会成为阻碍。

此外，即使在这些罩片内存在切粉等垃圾，也能够将该垃圾从罩片内排出到外部。就是说，能够防止在这些罩片内堆积垃圾。

另外，通过凸轮128从图18所示的状态向左方向移动，使第一罩片125和第二罩片126返回到图16所示的位置。

图19是表示第一罩片125和第二罩片126打开时的传感器组件120的动作的流程图。

另外，图19的上部是与图16对应的图，图19的中部是与图17对应的图，图19的下部是与图18对应的图。

图19的上部，为传感器距离最短的状态，若从该状态臂部122转动90度，则处于图19的中部所示的状态。若臂部122再转动90度，则处于图19的下部所示的状态。

这样，通过臂部122转动，利用上述联杆机构，使第一罩片125和第二罩片126逐渐打开。

此外，如图19的下部所示那样，在处于传感器距离伸长的状态后，臂部122停止转动，开始测量工件12的尺寸。

图20是表示在测量工件12的直径时传感器组件120和工件12之间的位置关系的一个例子的图。

如图20所示，臂部122转动并伸长了传感器距离，由此不仅能够测量离转塔刀架7近的P1的位置还可以测量离转塔刀架7远的P2的位置。就是说，能够直接测量工件12的直径。

测量工件12的直径时的转塔刀架7的动作与图7所示的动作相同。

即，在传感器距离伸长的状态下，转塔刀架7反复向平行于X轴的方向移动以及向平行于Z轴的方向移动，来测量P1和P2的位置。

另外，这种臂部122的转动以及转塔刀架7的移动与实施方式1中的支柱22的伸缩等相同，由控制部41控制。

实施方式2的转塔车床100通过这种动作，与实施方式1的转塔车床1相同，能够直接测量被把持在主轴2上的工件的直径。由此能够获得正确的直径的值。

此外，在实施方式2中的传感器组件120与实施方式1的传感器组件20相同，不会不必要地消耗费转塔车床100内的空间，并且不会妨碍转塔刀架7的旋转。

此外，仅在必要时使臂部122转动而伸长传感器距离，由此就能够直接测量工件的尺寸。

此外，传感器组件120也可以独立开发，如果基台121的形状或者大小等发生了变化，就能够在各种转塔车床上用于工件尺寸的机内测量。

这样，实施方式2的转塔车床100是能够正确地测量工件的直径并且能够小型化的机床。此外，本实施方式的传感器组件120是能够将这种效果带给机床的传感器组件。

在本实施方式中，作为传感器组件120的臂部122的转动轴的驱动轴124a与转塔刀架7的旋转轴平行。但是驱动轴124a也可以朝向别的方向。

主要是，驱动轴124a的方向，只要是通过使臂部122旋转，不妨碍转塔刀架7的旋转，并使传感器距离伸缩以便能够直接测量测量对象的工件的直径的方向即可。

此外，使用传感器组件120也可以测量工件的直径以外的尺寸。例如，也可以测量通过镗孔加工所形成的孔的直径即孔的内径。

此外，作为驱动部124的驱动源，也可以用螺线管或者电气马达作为驱动源来替换汽缸。

此外，传感器24不是接触式的传感器也可以，也可以是对工件的形状以及位置等进行光学测量的传感器。还可以是测量尺寸以外的温度等物理参数的传感器。

此外，在除了转塔车床以外的机床中，也能够使用实施方式2的传感器组件来测量加工对象物的尺寸。

产业上的可利用性：

本发明的机床，可以作为被称为例如转塔车床或机加工中心的、具有作为工具选择机构的转台的机床而广泛使用。

此外，本发明的传感器组件可以作为具有作为工具选择机构的转台的机床中的工件尺寸测量机构而广泛使用。

Claims

1.一种机床，对把持在主轴上的工件进行加工，其特征在于，具有：

转塔刀架，其具有多个工具安装面，

传感器，其用于测量上述工件的尺寸，

距离伸缩机构，其保持上述传感器，且安装在上述多个工具安装面中的一个上，使该工具安装面和上述传感器之间的上述转塔刀架的径向的距离即传感器距离伸缩，

上述距离伸缩机构的上述径向的长度是，在上述传感器距离缩短的状态下，在上述转塔刀架旋转的情况下，上述距离伸缩机构以及上述传感器与上述机床的其他构成部不干涉的长度。

2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，

上述距离伸缩机构，具有转动的臂部，上述臂部在端部保持有上述传感器的状态下转动，而使上述传感器距离伸缩。

3.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，

上述距离伸缩机构，具有在上述径向伸缩的支柱，通过上述支柱在与上述工具安装面相反侧的端部保持有上述传感器的状态下伸缩，而使上述传感器距离伸缩。

4.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，

上述距离伸缩机构的在上述传感器距离伸长的状态下的径向的长度，是在将上述主轴能把持的最大直径的工件把持在上述主轴上的情况下，使上述传感器隔着上述工件位于与上述转塔刀架相反侧的长度，

上述传感器，在上述距离伸缩机构伸长了上述传感器距离的状态下，通过使上述转塔刀架移动，来检测位于包含上述转塔刀架的旋转轴和上述主轴的旋转轴在内的平面上的、上述工件直径两端的位置。

5.根据权利要求4所述的机床，其特征在于，

此外还具备控制部，该控制部在上述转塔刀架的旋转位置是上述传感器位于上述工件侧的旋转位置时，使上述距离伸缩机构伸长上述传感器距离，且以变更上述传感器和上述工件之间的距离的方式使上述转塔刀架移动。

6.一种传感器组件，安装在多个设置于转塔刀架上的工具安装面的一个面上，其特征在于，

具有：

传感器，其用于测量上述工件的尺寸，

距离伸缩机构，其保持上述传感器，使上述传感器组件安装在工具安装面上的情况下的上述工具安装面和上述传感器之间的上述转塔刀架的径向的距离即传感器距离伸缩，

7.根据权利要求6所述的传感器组件，其特征在于，

8.根据权利要求6所述的传感器组件，其特征在于，

9.一种测量方法，是在利用安装在转塔刀架上的工具对把持在主轴上的工件进行加工的机床的、使用传感器来测量上述工件的直径的测量方法，其特征在于，

在上述转塔刀架的多个工具安装面中的一个上，具备距离伸缩机构，其保持有上述传感器，且使该工具安装面和上述传感器之间的上述转塔刀架的径向的距离即传感器距离伸缩，

上述测量方法包含下述步骤：

旋转步骤，以使上述传感器位于上述工件侧的方式使上述转塔刀架旋转，

伸长步骤，上述距离伸缩机构将上述传感器距离伸长，

第一测量步骤，通过在上述传感器距离伸长的状态下使上述转塔刀架移动，利用上述传感器，来测量：位于包含上述转塔刀架的旋转轴和上述主轴的旋转轴在内的平面上的、上述工件直径两端即第一端以及第二端中的、距离上述转塔刀架近的上述第一端的位置，

第二测量步骤，通过在上述传感器距离伸长的状态下使上述转塔刀架移动，利用上述传感器，来测量上述第二端的位置。

10.根据权利要求9所述的测量方法，其特征在于，

上述距离伸缩机构，具有转动的臂部，上述传感器保持在上述臂部的端部，

在上述伸长步骤中，通过上述臂部转动而使上述传感器距离伸长。

11.根据权利要求9所述的测量方法，其特征在于，

上述距离伸缩机构，具有伸缩的支柱，上述传感器被保持在上述支柱的与上述工具安装面相反侧的端部上，

在上述伸长步骤中，通过上述支柱伸长而使上述传感器距离伸长。