JP2000035308A

JP2000035308A - 測定方法及びその装置

Info

Publication number: JP2000035308A
Application number: JP10202540A
Authority: JP
Inventors: Masato Ishii; 政人石井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 2000-02-02
Anticipated expiration: 2018-07-17
Also published as: US6260002B1; US20010009069A1; JP3199684B2; US6370786B2

Abstract

(57)【要約】【課題】マシニングセンタ特有の効果をそこなう
ことがなく、また極めて簡単かつ迅速に加工部位を測定
すると共に、測定にともなう修正が即座に行なうことが
できる測定装置を提供する。【解決手段】マシニングセンタＡのスピンドルａに着
脱自在に装着する基体１と、この基体内の軸芯に前記基
体の外部に露出する操作部７の操作によりスライドする
ように組み込んだスライダ５と、上記基体の先端外周面
等間隔位置から出没スライドすると共に、上記スライダ
の一方向スライド時に適宜の連動機構を介し突出させる
ように設けた測定子１３と、上記スライダのスライドに
ともなう上記測定子の突出移動寸法を適宜の検出部２０
により検出し、かつ検出部による測定値を表示するよう
に上記基体外に設けた表示器２１とからなり、加工後の
加工部位をただちに測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、適宜の切削加工
した直後の加工部位を条件に見合う加工が施こされてい
るか否かを測定する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】生産性の著しい向上が要求
される現在にあっては、マシニングセンタのしめる役割
が増々重要になっている。

【０００３】そこで、加工の施こされた品物は、加工現
場で作業者により測定器具（測定器やゲージなど）を用
いて測定するか、或いは測定器具の備えてある検査室
（測定室）に運び込んで測定している。

【０００４】このような測定方式によると、測定に著し
い手数がかかると共に、加工直後瞬時に測定値を知るこ
とができない。

【０００５】このため、マシニングセンタでの測定値の
補正（修正）がただちにできず、マシニングセンタを使
用した効果が半減する。

【０００６】特にわずらわしい測定のため、抜取り方式
による測定が行なわれる。

【０００７】すると、トラブルが発生した品物の後の加
工ずみ品物は、すべて不良品のため、再加工に著しい手
数がかかると共に、大幅なコストアップにもなる。

【０００８】また、雌ネジ加工は、タップという工具で
加工していた為にネジ加工寸法にバラツキはなかった。

【０００９】しかしながら、最近はプラネットタップを
回転（自転）させて円弧切削（公転）を行ない、１公転
中にネジのピッチ量だけ軸送りしてネジ加工が行なわれ
る方式がある。

【００１０】このような方式によると、プラネットタッ
プ１本で公転径を変更することで径の違うネジ加工がで
きる。

【００１１】このような加工方法であれば、プラネット
タップの寸法を測定し、加工径からタップ寸法を引いて
公転径を計算するため、まちがいや加工条件により寸法
にバラツキが生じるので、測定する必要がある。

【００１２】しかし、測定するには、ゲージ（通りゲー
ジ、止りゲージ）でネジサイズ、ネジピッチに合うもの
を数多くそろえる必要があった。

【００１３】そこで、この発明の課題は、マシニングセ
ンタ特有の効果をそこなうことがなく、また極めて簡単
かつ迅速に測定すると共に、測定にともなう数値の修正
が可能になってマシニングセンタによる修正加工もただ
ちに行なうことができるようにした測定方法及び測定装
置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、マシニングセンタのスピンドルに着
脱自在に装着する基体と、この基体内の軸芯に前記基体
の外部に露出する操作部の操作によりスライドするよう
に組み込んだスライダと、上記基体の先端外周面等間隔
位置から出没スライドすると共に、上記スライダの一方
向スライド時に適宜の連動機構を介し突出させるように
設けた測定子と、上記スライダのスライドにともなう上
記測定子の突出移動寸法を適宜の検出部により検出し、
かつ検出部による測定値を表示するように上記基体外に
設けた表示器とからなる構成を採用する。

【００１５】また、マシニングセンタのスピンドルに着
脱自在に装着する基体と、この基体内に設けた中空室に
内蔵した後方への復帰力の付与ピストンと、上記マシニ
ングセンタに基体の装着時前記マシニングセンタ側の流
体通路に接続されると共に、上記中空室のピストン後側
に連通するように設けた流体供給路と、上記ピストンか
ら連なって前方に突出すると共に、上記基体内の軸心に
組み込んだスライド自在のスライダと、上記基体の先端
外周面等間隔位置から出没スライドすると共に、上記ス
ライダの一方向スライド時に適宜の連動機構を介し突出
させるように設けた測定子と、上記スライダのスライド
にともなう上記測定子の突出移動寸法を適宜の検出部に
より検出し、かつ検出部による測定値を表示するように
上記基体外に設けた表示器とからなる構成を採用する。

【００１６】さらに、マシニングセンタのスピンドルに
着脱自在に装着する基体と、この基体の先端面から内方
に向けて設けた凹入孔と、この凹入孔にスライド自在に
嵌挿した軸材と、この軸材のスライド範囲を制限するス
トッパ手段と、上記軸材に上記スライド範囲の中間位置
に押し戻すように設けた押し戻し手段と、上記軸材内に
設けた中空室に内蔵した後方への復帰力の付与ピストン
と、上記マシニングセンタに基体の装着時前記マシニン
グセンタ側の流体通路に接続されると共に、上記中空室
のピストン後側に通過するように設けた流体供給路と、
上記ピストンから連なって前方に突出すると共に、上記
軸材内の軸芯に組み込んだスライド自在のスライダと、
上記軸材の先端外周面等間隔位置から出没スライドする
と共に、上記スライダの一方向スライド時に適宜の連動
機構を介し突出させるように設けたネジ側定子と、上記
スライダのスライドにともなう上記測定子の突出移動寸
法を適宜の検出部により検出し、かつ検出部による測定
値を表示するように上記軸材に設けた表示器とからなる
構成を採用する。

【００１７】また、基体や軸材に求芯機能を付与するこ
ともある。

【００１８】さらに、検出部による測定が、変位測定器
により測定した変位量を電気信号として取り出し、マシ
ニングセンタの制御装置に入力することもある。

【００１９】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を添付図面
に基づいて説明する。

【００２０】この発明の第１の実施形態では、図１に示
すように、マシニングセンタＡのスピンドルａには、基
体１が着脱自在される。

【００２１】上記基体１の着脱自在な装着は、図示の場
合スピンドルａのテーパー孔２に基体１の未端テーパー
シャンク３を嵌入するようになっている。

【００２２】また、基体１内の軸芯に孔４を設けて、こ
の孔４には、スライダ５がスライド自在に組み込んであ
る。

【００２３】なお、図示のようにベアリング６を介し組
み込んでおくことによりスライダ５のスムーズなスライ
ドが保障される。

【００２４】また、基体１外には、スライダ５をスライ
ドさせる操作部７が設けてある。

【００２５】上記の操作部７は、図示の場合孔４と基体
１の外周とが連通し、かつ基体１の軸線方向に長い長孔
８を設けて、この長孔８に挿入した操作部７を形成する
軸材の内端をスライダ５の端末に固定して設けた。

【００２６】さらに、スライダ５には、シャンク３の方
向に押し戻す復帰力が付与されている。

【００２７】上記の復帰力の付与は、図示の場合スライ
ダ５の未端に設けてある円板９のスライダ５側面周縁部
から突出する複数のピン１０を孔４の外側の凹入孔１１
に嵌入すると共に、この凹入孔１１にバネ１２を組み込
んで行なう。

【００２８】また、基体１の先端外周面等間隔位置に出
没スライドする測定子１３を設けると共に、この測定子
１３は、操作部７によりスライダ５を押し出すと（図１
右方向に前進）連動機構１４を介し突出方向にスライド
させるようになっている。

【００２９】上記の測定子１３は、孔４と基体１の外周
面とが連通する透孔１５にスライド自在に挿入すると共
に、基体１側と測定子１３のピン１６とに両端を係合し
たバネ１７により測定子１３に没入方向の復帰力が付与
され、連動機構１４は、図示の場合スライダ５の先端に
設けた傘状のテーパー部１８と、このテーパー部１８に
当接するように測定子１３の未端部に設けたテーパー面
部（傾斜面）１９とで構成し、スライダ５の前進にとも
ないテーパー面部１８により測定子１３を突出させるよ
うになっている。

【００３０】なお、測定子１３は、図示の場合ワークＷ
に加工したネジを測定するように基体１の中心を横切る
線上の片方に先端がネジの山に当接する測定子１３を、
もう片方に先端がネジの谷に当接する測定子１３を配置
したが、孔（穴）の径を測定するものなど、また測定子
の数は適宜決定すればよい。

【００３１】勿論、連動機構１４は、図示の構成に限定
されず、スライダ５の前進スライドにともない測定子１
３を突出させる方式、例えばリンク機構などを用いるこ
ともある。

【００３２】さらに、基体１には、スライダ５のスライ
ドにともない測定子１３の突出移動寸法を検出部２０に
より検出し、かつ検出した測定値を表示する表示器２１
が設けてある。

【００３３】上記の検出部２０は、図示の場合スライダ
５の途中にテーパー軸部を設けて、このテーパー軸部に
ダイアルゲージの針２２の作動杆２３の端末を接触さ
せ、スライダ５の前進にともない作動杆２３の接触点が
テーパー軸部の小径側から大径側に移行して針２２を回
動させる方式を採用したが、その他の構成により測定値
を示すようにしてもよい。

【００３４】上記のように構成すると、ワークＷの加工
後にスピンドルａのワーク加工切削具（図示せず）を取
り外し、次いで図１に示すようにスピンドルａに基体１
を装着する。

【００３５】その後に、ワークＷの加工部位内に基体１
の先端を嵌入する。

【００３６】しかして、作業者により操作部７を操作し
てスライダ５を前進させると、連動機構１４により各測
定子１３を突出させて、加工部位に測定子１３の先端を
当接する。

【００３７】このとき、検出部２０により測定子１３の
突出移動寸法を検出し、検出値を表示器２１に表示す
る。

【００３８】すると、表示器２１に表示された測定値に
より加工部位が所定の寸法に加工されているか否かを知
ることができ、不合格の場合マシニングセンタの制御装
置を調整（補正）する。

【００３９】この発明の第２の実施形態では、図２に示
すように第１の実施形態と同様の基体１内には、孔４の
末端（後端）に連通する中空室３１が設けてあり、この
中空室３１内には、スライダ５に連なるピストン３２が
組み込まれている。

【００４０】また、中空室３１のピストン３２の後側室
と基体１の外周面とを連通する流体供給路３３を設け
て、この流体供給路３３には、スピンドルａに基体１の
装着時マシニングセンタＡ側の流体通路３４に接続され
る。

【００４１】上記流体通路３４は、図２に示すようにマ
シニングセンタＡのブロック３５の前面に設けてある凹
入穴３６の底に連通するように設けてあり、この凹入穴
３６には、スピンドルａに基体１を装着したとき基体１
の外側ホルダ３７にバネ３８を介し突出力の付与筒体３
９（この筒体３９の末端側と流体供給路３３の流入口と
が連通させてある）の先が押し込まれる。

【００４２】すると、流体通路３４から筒体３９、流体
供給路３３をへて中空室３１に流体（エア）を供給して
ピストン３２と共にスライダ５を前進（基体１の先端方
向）させる。

【００４３】なお、上記のような流体供給手段にかえて
基体１の軸芯の通路に中空室３１のピストン３２の後側
室を連通させ（図示せず）て作用させることもある。

【００４４】なお、スライダ５の前進にともない連動機
構１４を介し突出させる測定子１３、検出部２０、表示
器２１、スライダ５及び測定子１３の復帰力付与は、第
１の実施形態と同様につき説明を省略する。

【００４５】上記のように構成すると、加工部位の測定
に際し流体通路３４から筒体３９、流体供給路３３をへ
て中空室３１に流体を圧入する。

【００４６】すると、ピストン３２と共にスライダ５を
前進させながら、第１の実施形態と同様に加工部位を測
定すると共に、表示器２１に測定値を表示する。

【００４７】この発明の第３の実施形態では、図３に示
すように、第１の実施形態と同様の基体１には、先端面
から内方に向く凹入孔４１が設けてあり、この凹入孔４
１にスライド自在に挿入した軸材４２は、ストッパ手段
４３により突出方向と没入方向とのスライド範囲が制限
される。

【００４８】上記のストッパ手段４３は、図示の場合軸
材４２側の溝４４と、この溝４４に外周一部が嵌り込む
ように基体１側に設けたボール４５とで構成されてい
る。

【００４９】また、軸材４２には、スライド範囲の中間
位置（ボール４５が溝４４の両端間中央）に押し戻す押
し戻し手段４６が設けてある。

【００５０】上記の押し戻し手段４６は、図示の場合凹
入孔４１の底から前方に突出する突軸４７に嵌装すると
共に、軸材４２の末端に先端を係合した筒状体４８と、
この筒状体４８の末端に一端を、突軸４７の先端に他端
をそれぞれ係合した第１バネ４９と、凹入孔４１の底と
軸材４２の末端に両端を当接した第２バネ５０とで構成
し、軸材４２には、第１バネ４９により没入方向の力
が、第２バネ５０により突出方向の力が作用して中立位
置（ボール４５に溝４４の中央が位置するよう）に軸材
４２を停止させる。

【００５１】なお、中空室３１に組み込んだピストン３
２、ピストン３２に連なるスライダ５、スライダ５の前
進にともない連動機構１４を介し突出させる測定子１
３、検出部２０により測定値を表示器２１は、第１の実
施形態と同様につき説明を省略する。またピストン３２
と共にスライダ５を前進させる流体供給手段は、第２の
実施形態と同様につき説明を省略する。

【００５２】上記のように構成すると、加工ネジの山と
ネジの谷とに測定子１３の先を当接するとき、その初期
の当接が完全に合致しない場合、軸材４２を突出方向に
或いは没入方向にスライドさせながらネジの山に片方の
測定子１３の先を、ネジの谷にもう片方の測定子１３の
先を確実（正確）に当接して測定するとこができる。

【００５３】なお、溝４４を環状にしておくと、基体１
に対し軸材４２を回動させて測定することができ、また
表示器２１を見やすい位置に移動させることもできる。

【００５４】この発明の第４の実施形態では、基体１の
先端部及び軸材４２の先端部に求芯機構５１が設けてあ
る。

【００５５】この求芯機構５１は、図３、図４から図６
に示すように基体１や軸材４２を三分割して後部５２、
中間部５３、前部５４とに分け、この後部５２、中間部
５３、前部５４を前部５４を前部５４、中間部５３の合
致する透孔５７に若干のクリアランスを設けて嵌挿した
複数のボルト５５を後部５２にねじ込んで連結すると共
に、ボルト５５の頭部側に嵌装してあるバネ５６により
後部５２に中間部５３、前部５４を押し付け、かつ後部
５２と中間部５３との重なり面及び中間部５３と前部５
２との重なり面一方に設けたＶ字状の穴５８と他方にバ
ネ５９を介し押し出す突起６０とを嵌め合わせてボルト
５５と透孔５７とのクリアランスが各部均一になるよう
に、また前部５２と中間部５３との重なり面にＸ軸方向
のスライドをガイドする嵌め合わせ突条６１及び溝条６
２を、中間部５３と前部５４との重なり面にＹ軸方向の
スライドをガイドする嵌め合わせ突条６３及び溝条６４
をそれぞれ設けて形成し、Ｘ軸方向に中間部５３を、Ｙ
軸方向に前部５４を若干スライドさせて求芯機能を付与
する。

【００５６】すると、測定時に自動的に求芯機能が作用
して、若干の芯ぶれがあっても何ら支障なく測定するこ
とができる。

【００５７】なお、図示のようにスライダ５の求芯機能
部分を切り離し、この切り離し端間にボール６５を介在
しておくと、求芯機能の追随性が良好になり、またネジ
径の大きさ及びネジピッチの異なる時の為に交換できる
ようにし、交換精度も高くなる。

【００５８】上記の測定に際し、時前にマスターゲージ
（寸法の正しい加工物）もしくはプリセッターなどで測
定し、ダイヤルゲージの針を目盛のゼロに合せたのちに
製品の測定を行なうことで、絶対数値を知ることができ
る。

【００５９】この発明の第５の実施形態では、検出部２
０による測定を変位測定器７１により測定し、この測定
した変位量を電気信号として取り出し、マシニングセン
タＡの制御装置７２に入力し、制御装置７２への入力に
ともない自動的に寸法誤差を補正して次の切削加工にそ
なえる。

【００６０】電気信号としての取り出しは、例えば図７
に示すように、検出部２０による微小な変位を変位測定
器７１によって検出し、これをアンプ７３で変位量に比
例したアナログ出力し、アンプ７３のアナログ信号は、
信号変換器７４によって変換され、制御装置７２が取り
込み可能な形態のデジタル信号またはアナログ信号とし
て出力する。

【００６１】

【発明の効果】この発明の測定方法及びその装置によれ
ば、マシニングセンタで加工したワークの加工部位をた
だちに測定することができるので、検査室などに運び込
んで検査する必要がない。

【００６２】このため、マシニングセンタの稼働率を著
しく向上し、かつ不良品の発見が容易にでき、即座に修
正が可能となって多くの不良品が発生することもない。

【００６３】また、測定も人手や自動的に行なうことが
できると共に、数多いゲージを揃える不都合をなくする
こともできる。

【００６４】さらに、求芯機能により基体の芯ぶれに関
係なく測定することができ、またスライド自在な軸材及
びこの軸材のスライド範囲の中間位置への押し戻し手段
により測定子の先とネジの山及び谷の不一致があっても
測定位置を自動的に修正して測定することができる。

【００６５】また、測定値をマシニングセンタの制御装
置に入力するようにしてあるので、自動化（無人化）を
はかることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態の縦断側面図

【図２】第２の実施形態の縦断側面図

【図３】第３の実施形態の縦断側面図

【図４】第４の実施形態の縦断側面図

【図５】要部の分解斜視図

【図６】要部の縦断正面図

【図７】第５の実施形態の回路図

【符号の説明】

Ａマシニングセンタａスピンドル１基体４孔５スライダ７操作部８長孔９円板１０ピン１１凹入孔１２バネ１３測定子１４連動機構１５透孔１６ピン１７バネ１８テーパー部１９テーパー面部２０検出部２１表示器２２針２３作動杆３１中空室３２ピストン３３流体供給路３４流体通路３５ブロック３６凹入穴３７ホルダ３８バネ３９筒体４１凹入孔４２軸材４３ストッパ手段４４溝４５ボール４６押し戻し手段４７突軸４８筒状体４９第１バネ５０第２バネ５１求芯機構５２後部５３中間部５４前部５５ボルト５６バネ５７透孔５８穴５９バネ６０突起６１突条６２溝条６３突条６４溝条６５ボール７１変位測定器７２制御装置７３アンプ７４信号変換器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マシニングセンタのスピンドルに装着し
てある切削具によりワークを加工したのち、上記切削具
の撤収スピンドルに測定具を装着し、次いで上記ワーク
の加工部位に上記測定具の測定子を臨ませたのち、手動
方式或いは自動方式により前記加工部位に測定子を当接
させて測定し、その測定値が設定値でないときに上記マ
シニングセンタの制御装置を設定値に人手或いは自動的
に補正するようにしたことを特徴とする測定方法。
【請求項２】マシニングセンタのスピンドルに着脱自
在に装着する基体と、この基体内の軸芯に前記基体の外
部に露出する操作部の操作によりスライドするように組
み込んだスライダと、上記基体の先端外周面等間隔位置
から出没スライドすると共に、上記スライダの一方向ス
ライド時に適宜の連動機構を介し突出させるように設け
た測定子と、上記スライダのスライドにともなう上記測
定子の突出移動寸法を適宜の検出部により検出し、かつ
検出部による測定値を表示するように上記基体外に設け
た表示器とからなる測定装置。
【請求項３】マシニングセンタのスピンドルに着脱自
在に装着する基体と、この基体内に設けた中空室に内蔵
した後方への復帰力の付与ピストンと、上記マシニング
センタに基体の装着時前記マシニングセンタ側の流体通
路に接続されると共に、上記中空室のピストン後側に連
通するように設けた流体供給路と、上記ピストンから連
なって前方に突出すると共に、上記基体内の軸心に組み
込んだスライド自在のスライダと、上記基体の先端外周
面等間隔位置から出没スライドすると共に、上記スライ
ダの一方向スライド時に適宜の連動機構を介し突出させ
るように設けた測定子と、上記スライダのスライドにと
もなう上記測定子の突出移動寸法を適宜の検出部により
検出し、かつ検出部による測定値を表示するように上記
基体外に設けた表示器とからなる測定装置。
【請求項４】上記基体の先端部に求芯機能を付与した
ことを特徴とする請求項２、３に記載の測定装置。
【請求項５】マシニングセンタのスピンドルに着脱自
在に装着する基体と、この基体の先端面から内方に向け
て設けた凹入孔と、この凹入孔にスライド自在に嵌挿し
た軸材と、この軸材のスライド範囲を制限するストッパ
手段と、上記軸材に上記スライド範囲の中間位置に押し
戻すように設けた押し戻し手段と、上記軸材内に設けた
中空室に内蔵した後方への復帰力の付与ピストンと、上
記マシニングセンタに基体の装着時前記マシニングセン
タ側の流体通路に接続されると共に、上記中空室のピス
トン後側に通過するように設けた流体供給路と、上記ピ
ストンから連なって前方に突出すると共に、上記軸材内
の軸芯に組み込んだスライド自在のスライダと、上記軸
材の先端外周面等間隔位置から出没スライドすると共
に、上記スライダの一方向スライド時に適宜の連動機構
を介し突出させるように設けたネジ側定子と、上記スラ
イダのスライドにともなう上記測定子の突出移動寸法を
適宜の検出部により検出し、かつ検出部による測定値を
表示するように上記軸材に設けた表示器とからなる測定
装置。
【請求項６】上記軸材の先端部に求芯機能を付与した
ことを特徴とする請求項５に記載の測定装置。
【請求項７】上記検出部による測定において、変位測
定器により測定した変位量を電気信号として取り出し、
マシニングセンタの制御装置に入力することを特徴とす
る請求項２、３、５に記載の測定装置。