JP2612482B2

JP2612482B2 - 接触検出装置

Info

Publication number: JP2612482B2
Application number: JP63264584A
Authority: JP
Inventors: 祐輔小菅
Original assignee: 株式会社新潟鉄工所
Priority date: 1988-10-20
Filing date: 1988-10-20
Publication date: 1997-05-21
Anticipated expiration: 2012-05-21
Also published as: JPH02109659A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、工作機械の自動芯出し，自動計測及び自動
工具長測定等に使用する接触検出装置に関する。

「従来の技術」従来、工作機械の自動計測等に用いられる接触検出装
置としては、変位可能な接触体と該接触体の変位を検出
する検出手段とを設けた装置本体を有し、前記装置本体
に対して相対的に移動する被測定物が前記接触体に接触
したときに、該接触体の変位を前記検出手段により検出
して前記被測定物の前記接触体への接触を検知するよう
にしたものが知られている。

そして、上記接触検出装置の装置本体に被測定物を接
触させる際の装置本体又は被測定物の移動速度は、下記
理由により略決まった低速度（通常60mm/min程度であ
り、以下この速度を“測定速度”と呼ぶ。）にしなけれ
ばならなかった。

（１）被測定物と接触体との接触により、被測定物又
は装置本体が損傷するのを防ぐため。

（２）被測定物と接触体との接触時の衝撃等により装
置本体の動作が不安定となり、装置が接触を検知する時
の被測定物の位置が測定の度に異なり、測定の繰り返し
精度が低下するのを防ぐため。

「発明が解決しようとする課題」上記従来の接触検出装置を用いて工作機械の自動計測
等を行う際には、前述のように、装置本体又は被測定物
の移動速度は、工作機械の最大送り速度（通常15m/min
程度）に比べ非常に低くしなければならないため、被測
定物又は装置本体の移動に要する時間がかかり、ひいて
は測定全体に要する時間か長くなっていた。例えば、被
測定物を移動させて被測定物の寸法を自動計測する際
に、被測定物が小さい場合には、起点から接触検出装置
の接触体まで被測定物が移動する距離が長くなり、被測
定物の移動に要する時間は非常に長くなっていた。

本発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであっ
て、被測定物又は装置本体の移動に要する時間を短縮
し、ひいては測定に要する時間を短縮することがきる接
触検出装置を提供することを目的としている。

「課題を解決するための手段」本発明の接触検出装置は、装置本体に対して相対的に
移動する被測定物が前記装置本体に設けられた接触体に
接触したときに、該接触体が変位するようになし、該接
触体の変位を検出することにより、前記被測定物の前記
接触体への接触を検知するようにした接触検出装置にお
いて、前記装置本体に前記接触体との間に所定距離を隔
てて設けられ、受発光部から外部に光を出射し前記被測
定物による反射光を検出することで前記装置本体と前記
被測定物との相対位置が一定の位置関係となったことを
検出して信号を発する検出器と、該検出器の出力信号に
基づいて、前記装置本体又は被測定物の移動速度を制御
する制御装置と、を有し、前記検出器は、その受発光部
を、装置本体の外部に臨む位置より奥方に配置してな
り、該受発光部の光の出射方向前方には、間に空間を介
在させて装置本体の外部に臨む位置にガラス板が配置さ
れており、前記ガラス板の近傍において前記装置本体に
前記ガラス板の表面に対し位置固定で設けられた噴出部
を有し、該噴出部から噴出される流体により前記ガラス
板の表面を清掃する清掃手段を具備してなるものであ
る。

「作用」本発明の接触検出装置において、接触体は被測定物の
接触により変位する。この接触体の変位を検出すること
により接触検出装置は被測定物の接触体への接触を検知
する。また、検出器は受発光部から外部に光を出射し被
測定物による反射光を検出することで装置本体と被測定
物との相対位置が一定の位置関係となったことを検出し
て信号を発する。この検出器の出力信号に基づいて制御
装置は装置本体又は被測定物の移動速度を制御する。そ
して、この制御装置の制御により、装置本体又は被測定
物の移動速度を、装置本体と被測定物との相対位置が、
前記一定の位置関係よりも離れている時に高速とし、前
記一定の位置関係よりも近づいている時に前記測定速度
とすれば、被測定物又は装置本体の移動に要する時間が
短縮される。また、清掃手段の噴出部から噴出される流
体により検出器の受発光部の前方に設けられたガラス板
の表面を清掃することができる。しかも、清掃手段の流
体を噴出する噴出部がガラス板の表面に対し位置固定で
設けられているため、噴出部から流体を噴出させるのみ
で、他に特別な作動を行うことなく、常にガラス板の表
面を清掃することができる。加えて、検出器は、その受
発光部を、装置本体の外部に臨む位置より奥方に配置し
てなり、該受発光部の光の出射方向前方には、間に空間
を介在させて装置本体の外部に臨む位置にガラス板が設
けられているために、清掃手段から噴出される流体の温
度等の影響を検出器が直接受けることがない。

「実施例」以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図により説明
する。

第１図において、１は装置本体である。装置本体１
は、接触体２（詳細は後述する。）を有し、後述するよ
うに、被測定物に対して相対的に移動させられ、接触体
２と被測定物との接触を検知して信号を発するものであ
る。この装置本体１には、図示していない配線により、
制御装置３が電気的に接続されている。この制御装置３
は、被測定物又は装置本体１の移動速度を制御するもの
である。

以下、まず装置本体１について詳細に説明する。

第１図において、４は筐体である。この筐体４の内部
にはガイド５が固定されている。このガイド５は、断面
円形の内側面5aと該内側面5aに直角な内端面5bと該内端
面5bを形成する壁に設けられた開口部5cとを有し、ボル
ト６により筐体４に固定されている。このガイド５の開
口部5cの中心軸線上には、前記接触体２が配設されてい
る。接触体２は、全体が棒状で一端に球状部７を有する
接触子８に、エアガイド９を螺着させてネジ10により固
定し、さらに接触子８の軸線に直交して張出すような円
板状の張出部11aを有するロケータ11を取り付けてネジ1
2により固定してなるものである。この接触体２は、張
出部11aがガイド５内に、接触子８の球状部７側がガイ
ド５の開口部5cより外部に突出するように配置されてい
る。

ここで、ロケータ11の張出部11aの外周は、接触子８
の中心軸線上にその中心Ｘを有し、その直径ｄがガイド
５の内径よりも僅かに小さい球面とされている。また、
ロケータ11の張出部11aの、ガイド５の内端面5b側の端
面には、環状突起11bが、接触子８の軸を中心として円
環状に設けられている。さらに、ロケータ11の、接触子
８の球状部７と反対側の端部には、接触子８の軸を中心
軸とする円錘状の端面11cを有する玉受部11dが形成され
ている。

また、筐体４には、接触子８の球状部７と反対側に、
ガイド５の略中心軸線上に位置して、ロッド（移動体）
13が配設されている。ロッド13は、角柱状のロッド本体
部13aと、その一端に設けられ円錘状の端面13bを有する
玉受部13cよりなっている。このロッド13は、玉受部13c
の円錘状端面13bの中心軸がガイド５の軸に一致するよ
うに、第３図に示すように、ローラガイド14により、軸
方向に移動自在に取り付けられている。そして、このロ
ッド13の玉受部13cとロケータ11の玉受部11dとの間には
球体14aが介装されている。

また、筐体４には、ロッド13を貫通させるようにし
て、支持板15が、ボルト16により固定されている。そし
て、ロッド13のロッド本体部13aのロケータ11と反対側
の端部には、可動板17が固定されている。この支持板15
と可動板17との間には、支持板15に取り付けられたフッ
ク18と可動板17に螺着されたネジフック19との間に引っ
掛けて、引張バネ20が取り付けられている。この引張バ
ネ20は、ロッド13をロケータ11の方向に付勢すると共
に、球体14aを介してロケータ11を第１図中左方へ付勢
し、ロケータ11の張出部11aに形成された環状突起11bの
端面をガイド５の内端面5bに押し付けるものである。

ここで、ネジフック19は、そのネジ込み量により引張
バネ20の伸び量を調整した後、ナット21により固定され
ている。

さらに、支持板15には、スイッチホルダー22が固定さ
れている。このスイッチホルダー22には、スイッチ23
が、その接触子23aが可動板17の方向に向くように螺着
され、ナット24により固定されている。そして、可動板
17のスイッチ23の接触子23aに対向する位置には、スイ
ッチドライブネジ25が螺着されている。このスイッチド
ライブネジ25は、前記張出部11aに形成された環状突起1
1bが、ガイド５の内端面5bに押し付けられ、この環状突
起11bが内端面5bに円環状に接するようにロッド13が位
置している時に、その先端がスイッチ23の接触子23aに
接触するように、そのネジ込み量を調整された後、ナッ
ト26により固定されている。

また、筐体４内には、被接触式位置検出器27が設けら
れている。非接触式位置検出器27は、一端に受発光部28
aを、内部に発光素子と受光素子を有する検出器本体28
と、リード線29とよりなる。この非接触式位置検出器27
は、受発光部28aより発生させた光が、装置本体１の接
触体２に接近した被測定物に当たって反射し、再度受発
光部28aに入射したのを検出することにより、被測定物
が装置本体１の接触体２に接近した事を検知して、リー
ド線29より外部に信号を発するものである。また、この
非接触式位置検出器27は、第１図に示すように、支持台
30に固定された上で筐体４に取り付けられ、支持台30を
自転させて非接触位置検出器27の向きを調節した後、支
持台30をネジ31により固定することにより、筐体４に固
定されている。そして、この非接触式位置検出器27及び
支持台30等は、第２図に示すように、筐体４内の周縁部
に四つ環状配置されている。第１図に示されるように、
非接触式位置検出器27は、受発光部28aを、筐体４の外
部に臨む位置より奥方に配置しており、該受発光部28a
の光の出射方向前方には、間に空間を介在させて筐体４
の外部に臨む位置にガラス板32が位置固定で取り付けら
れていて、これにより、各受発光部28aはガラス板32で
それぞれ覆われている。

また、筐体４の外側面には、空気導入口33が形成され
ている。この空気導入口33は、装置に付着した切粉，切
削油等の異物を除去するための空気又は油分等を含んだ
空気を適時導入するものである。そして、この空気等は
筐体４に形成された孔34により、筐体４に孔34の端部に
位置させて位置固定で取り付けられているプレーンエア
ガイド35内に流入するものと、筐体４に形成された孔36
により孔34より分岐して、ガイド５と筐体４との間に介
在させるようにして設けられたラジアルエアガイド37内
に流入するものとの二系統に分かれるようになってい
る。そして、前者の空気等は、前記プレーンエアガイド
35と筐体４とにより形成された絞り部38より流出して、
プレーンエアガイド35に形成された張出部35aと、該張
出部35aと筐体４との間に位置固定で介装されたアーク
エアガイド39とにより方向を決められて、ガラス板32に
向かうようにされている。また、後者の空気等は、ラジ
アルエアガイド37の内側でロケータ11を取り巻く部分に
設けられたベローズ40を経由して、接触体２に形成され
た流通路2aを通り、接触子８とエアガイド９とで形成さ
れた絞り部41より流出し、エアガイド９に形成された突
起部9aにより方向を決められて、接触子８の球状部７に
向かうようにされている。なお、上記した空気導入口3
3、孔34、プレーンエアガイド35およびアークエアガイ
ド39と、空気導入口33に空気を導入する図示せぬ手段と
が、ガラス板32の表面を清掃する清掃手段を構成してお
り、その中でプレーンエアガイド35及びアークエアガイ
ド39が空気を噴出する噴出部を構成している。

また、接触体２がガイド５の開口部5cより突出する部
分には、開口部5cを覆うように、ゴムカバー42が設けら
れている。ゴムカバー42は、筐体４内の装置の要部に、
切粉，切削油等の異物が侵入するのを防ぐものである。
このゴムカバー42は、ガイド５に、カバー押さえ43とボ
ルト44により固定されている。

一方、前記制御装置３は、装置本体１に設けられた非
接触式位置検出器27のリード線29と電気的に接続され、
該非接触式装置検出器27の出力信号に基づいて、装置本
体１又は非測定物の移動速度を制御するものである。そ
して、この制御装置３は、装置本体１又は非測定物の移
動速度を、非接触式位置検出器27が信号を出力した時
に、前記測定速度とし、非接触式位置検出器27が信号を
出力していない時に、高速とするようにされている。こ
こで、測定速度は、前述のように、60mm/min程度が好ま
しい。また、前記非接触式位置検出器27が信号を出力し
ていない時の装置本体１又は非測定物の移動速度は、設
備の最高速度（例えば、工作機械の主軸の最高送り速度
は15m/min程度である。）が好ましい。

つぎに、上記の構成からなる接触検出装置の動作につ
いて説明する。

今、被測定物が接触子８に接触していない時には、バ
ネ20の付勢により、ロケータ11の張出部11aの端面の環
状突起11bは、ガイド５の内端面5bに円環状に接してい
る。

そして、第１図に示すように、接触子８の軸線に直角
な方向から、被測定物45が接近し、接触子８の球状部７
に接触すると、ロケータ11は、その張出部11aの端面の
環状突起11bにおいて被測定物が接した側のみを残して
他の部分はガイド５の内端面5bから離れるようにして、
回動する。これにより、ロッド13は、球体14aを介し
て、第１図において右側に移動させられる。このロッド
13の移動により、スイッチドライブネジ25は、スイッチ
23の接触子23aから離れ、スイッチ23が信号を発し、被
測定物の接触子８への接触が検知される。

この時、被測定物45又は装置本体１は、制御装置３の
制御により、第１図において、被測定物が装置１に対し
て符号45′で示す位置になるまでは、高速で移動する。
そして、第１図において被測定物45が装置１に対して符
号45′で示す位置に到達すると、非接触式位置検出器27
が信号を出力し、制御装置３がこの信号を受けて被測定
物45又は装置本体１の移動速度を測定速度に切り替え
る。つまり、被測定物45又は装置本体１の移動速度は、
被測定物45と装置本体１の接触子８との間が、第１図に
おいて被測定物45が装置１に対して符号45′で示す位置
関係にある時よりも接近している時だけ測定速度とな
り、その他の時には、設備等により許される最高速度と
することができる。このため、測定時に被測定物45又は
装置本体１の移動に要する時間を従来に比べ短縮するこ
とができる。

一方、上記の動作において、空気導入口33からは、適
時空気等が送り込まれる。これにより、接触子８の球状
部７又はガラス板32に付着した切粉，切削油等の異物
は、空気等により適時吹き飛ばされ、除去される。した
がって、接触子８と低測定物の間に異物が噛み込んで、
測定不良となったり、ガラス板32に付着した異物が、前
記非接触式位置検出器27の受発光部28aをさえぎってし
まい、前記非接触式位置検出器27が誤動作を起こしたり
することがない。

なお、本実施例においては、接触子８の先端を球状と
したが、例えばドリル等の切削工具の長さを計る場合に
は、先端がとがっているため、これを接触させる際の位
置ずれやすべりにより、測定誤差が生じる可能性があ
る。このような時には、接触子８の先端を立方体状とし
ても良い。

なおまた、本実施例の接触検出装置の装置本体１を静
止した被測定物に対して移動させて用いる場合には、工
作機械の自動工具交換に用いるシャンク等を筐体４に固
定し、これにより装置本体１を工作機械の主軸等に取り
付ければ良い。

「発明の効果」本発明の接触検出装置においては、被測定物又は装置
本体の移動速度は、被測定物と装置本体との相対位置
が、一定の位置関係にある時よりも接近している時だけ
測定速度とし、その他の時には、設備等により許される
最高速度とすることができる。このため、測定時に被測
定物又は装置本体の移動に要する時間を従来に比べ短縮
することができる。したがって、本発明の接触検出装置
を用いれば、工作機械の自動計測等の測定時間を従来に
比べ短縮することができる。また、検出器により測定物
による反射光を検出することで装置本体と被測定物との
相対位置が一定の位置関係となったことを検出して、装
置本体又は被測定物の移動速度を制御するため、前記位
置関係となる位置を予め設定して記憶しておく必要がな
い。さらに、清掃手段の噴出部から噴出される流体によ
り検出器の受発光部の前方に設けられたガラス板の表面
を清掃することができるため、ガラス板の表面に異物が
付着した場合にこの異物を除去することができる。しか
も、清掃手段の流体を噴出する噴出部が検出手段の受発
光部に対し位置固定で設けられているため、噴出部から
流体を噴出させるのみで、他に特別な作動を行うことな
く、常にガラス板の表面を清掃することができる。加え
て、検出器は、その受発光部を、装置本体の外部に臨む
位置より奥方に配置してなり、該受発光部の光の出射方
向前方には、間に空間を介在させて装置本体の外部に臨
む位置にガラス板が設けられているため、清掃手段から
噴出される流体の温度等の影響を検出器が直接受けるこ
とがない。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の実施例を示す図であって、第
１図は接触検出装置の主要部の断面図、第２図は第１図
のII矢視図、第３図は第１図のIII−III断面視図であ
る。１……装置本体、２……接触体、３……制御装置、 27……検出器（非接触式位置検出器）、 45,45′……被測定物。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】装置本体に対して相対的に移動する被測定
物が前記装置本体に設けられた接触体に接触したときに
該接触体が変位するようになし、該接触体の変位を検出
することにより、前記被測定物の前記接触体への接触を
検知するようにした接触検出装置において、前記装置本体に前記接触体との間に所定距離を隔てて設
けられ、受発光部から外部に光を出射し前記被測定物に
よる反射光を検出することで前記装置本体と前記被測定
物との相対位置が一定の位置関係となったことを検出し
て信号を発する検出器と、該検出器の出力信号に基づいて、前記装置本体又は被測
定物の移動速度を制御する制御装置と、を有し、前記検出器は、その受発光部を、装置本体の外部に臨む
位置より奥方に配置してなり、該受発光部の光の出射方
向前方には、間に空間を介在させて装置本体の外部に臨
む位置にガラス板が配置されており、前記ガラス板の近傍において前記装置本体に前記ガラス
板の表面に対し位置固定で設けられた噴出部を有し、該
噴出部から噴出される流体により前記ガラス板の表面を
清掃する清掃手段を具備してなることを特徴とする接触
検出装置。