JP3007252U - 工作機械の干渉防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主軸頭など工具取付け部とワークとの干渉を
確実に防止する工作機械の干渉防止装置を提供する。 【構成】 工具取付け部６がワーク４と干渉するのを防
止する工作機械の干渉防止装置であって、工具取付け部
６の周囲に、可撓性の少なくとも３本の線状部材７を介
して吊設されて水平方向に配設された着脱自在な環状部
材８と、前記工具取付け部６に取付けられて前記環状部
材８に係合し、この環状部材８と前記ワーク４とが接触
し前記環状部材が水平方向に移動したことを検出する触
覚センサ９とを備えている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は工作機械の干渉防止装置に係り、特に主軸頭とワークとの干渉を防止 する干渉防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ダイカスト金型のような凹凸が激しくしかも複雑な形状のワーク（被加工物） を加工する工作機械には、マシニングセンタ（以下、ＭＣと記載）や倣いフライ ス盤などが広く使用されているが、ワーク種類の多様化に伴ってＭＣで加工され ることが多くなる傾向にある。 前記形状加工をする場合に、工具の切削点以外の主軸周囲の部材とワークとが 干渉する虞れがある。

【０００３】 特に、ダイカスト金型にはその切削加工に数十時間もかかるものがあり、高価 な金型に干渉傷が付いて不良品になることを確実に防止する必要がある。この干 渉の防止やチェックをするための一つの手法として、加工プログラムを作成する 段階でコンピュータ内でシミュレーションにより確認する方法がある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、この方法ではシミュレーションソフトを内蔵するシミュレーシ ョン用コンピュータ等の設備を必要とし経済的負担が大きいという問題点があっ た。 また、通常の加工プログラムと同様に、ＮＣ（数値制御）装置のテープチェッ ク機能により加工プログラムを確認する方法もあるが、加工プログラムのブロッ ク数がたいへん多いため確認作業に長時間を要するという問題点を生じていた。

【０００５】 実公平１−３５８０３号公報には、トレーサヘッドに筒状部材を設け、この筒 状部材の動きによって衝突を検知して倣いフライス盤等の加工装置を停止させて 、トレーサヘッドの破損を防止する技術が開示されている。 しかしながら、この公報の技術は、筒状部材自体の交換については考慮されて いないので、モデルの形状が異なった場合にこれに最適な形状の筒状部材に交換 することはできなかった。

【０００６】 本考案は、斯かる課題を解決するためになされたもので、主軸頭など工具取付 け部とワークとの干渉を確実に防止することができる工作機械の干渉防止装置を 提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するため、本考案は、工具取付け部がワークと干渉するのを 防止する立型の工作機械における干渉防止装置であって、前記工具取付け部の周 囲に、可撓性の少なくとも３本の線状部材を介して吊設されて水平方向に配設さ れた着脱自在な環状部材と、前記工具取付け部に取付けられて前記環状部材に係 合し、この環状部材と前記ワークとが接触し前記環状部材が水平方向に移動した ことを検出する触覚センサとを備えたものである。

【０００８】

【作用】

本考案においては、環状部材が工作機械の工具取付け部の周囲に吊設されると ともに水平方向に配設されているので、工具取付け部が被加工物と干渉する以前 に、環状部材が被加工物と接触する。 環状部材は、非常に撓みやすい線状部材により吊り下げられた状態なので、前 記接触と同時に容易に水平移動し、この環状部材の移動動作は触覚センサにより 直ちに検出される。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１乃至図４を参照して説明する。 図１は本考案に係る工作機械の干渉防止装置の正面断面図、図２は図１のII− II線矢視図、図３及び図４はそれぞれ図１の部分詳細断面図である。本実施例は 、工作機械として立型のマシニングセンタ（ＭＣ）の場合を示しているが、立型 ＮＣフライス盤など他の種類の工作機械であってもよい。

【００１０】 立型ＭＣには、ワーク４を載置，固定するテーブルと主軸頭１とが、Ｘ，Ｙ， Ｚ軸方向に相対的に移動位置決め制御可能に設けられている。主軸頭１には主軸 ２が回転自在に支持されている。主軸２には工具３が着脱自在に装着可能になっ ている。テーブル上のワーク４は例えば図示するような断面形状に工具３で加工 される。

【００１１】 工具３は、回転駆動されて切削点Ｐにおいてワーク４を切削加工するが、本考 案における立型の工作機械の干渉防止装置５は、切削点Ｐ以外の主軸周囲の部分 、すなわち主軸頭１及び主軸２等を含む工具取付け部６がワーク４と干渉するの を防止するためのものである。 本実施例では、主軸２より主軸頭１の方がワーク４と干渉するので、主軸頭１ とワーク４との干渉を防止する構成にしている。なお、主軸の方が干渉する構造 の工具取付け部の場合には、斯かる構造に対応する干渉防止装置にする必要があ る。 干渉防止装置５は、工具取付け部６の周囲に、ピアノ線等の材料で作成され可 撓性のある複数の線状部材７を介して吊設されて水平方向に配設された着脱自在 な環状部材８と、工具取付け部６に取付けられて環状部材８に係合し、この環状 部材８とワーク４とが接触し環状部材８が水平方向に移動したことを検出する触 覚センサ９とを備えている。

【００１２】 より具体的には、本実施例の干渉防止装置５は、主軸頭１の周囲に、少なくと も３本の線状部材７を介して吊設されて水平方向に少なくとも１個配設された環 状部材８と、検知用接触子１０を下方向に向けて主軸頭１に取付けられ、環状部 材８の嵌合孔１１（図４）に検知用接触子１０が嵌合する触覚センサ９とを備え ている。

【００１３】 図１乃至図３に示すように、線状部材７は主軸頭１の周囲に１２０°ずつ離れ て均等に縦方向に３本配設されている。 各線状部材７の上端部７ａは、主軸頭１の段部下面１２に固定されたＣ字状を なす円環状の支持部材１３に係止されている。すなわち、支持部材１３に螺合す る第１，第２の止めねじ１４，１５により着脱自在に線状部材７の上端部７ａを 係止している。第１の止めねじ１４を第２の止めねじ１５によりロックすること により、切削加工中の振動による止めねじ１４の緩みを防止している。 各線状部材７の下部は、環状部材８の係合孔１６に圧入されたスリーブ１７を 介して環状部材８に係合しており、これにより、環状部材８を吊り下げている。

【００１４】 触覚センサ９は、線状部材７の取付け位置以外の場所であって主軸頭１の周囲 のいずれかの場所に縦方向に配置されている。図１及び図４に示すように、触覚 センサ９を保持するホルダ２０は、段部下面１２に固定された支持部材１３に係 止されている。すなわち、支持部材１３に螺合する止めねじ２２によりホルダ２ ０の上端部２３が保持されている。 触覚センサ９は、ホルダ２０の下部の取付け用ねじ孔２４に螺合するとともに 止めねじ２５により抜け止めされている。触覚センサ９の検知用接触子１０は、 環状部材８の嵌合孔１１に非固定状態で嵌合しており、環状部材８の重さを支え てはいない。

【００１５】 触覚センサ９の配線２６は、ホルダ２０の中心軸方向に形成された貫通孔２７ と、主軸頭１に取付けられたカバー２８内を通って主軸頭１の配線用穴部に導か れている。 なお、ＭＣの加工領域内で飛散するクーラント（切削油剤）や切粉などが主軸 頭１の配線用穴部に浸入するのを防止するために、主軸頭１とカバー２８との間 にはパッキン２９等が取付けられて完全にシールされている。

【００１６】 次に、本実施例の動作について説明する。 図１及び図２に示すように、ワーク４に凹部３０を加工する際に、工具３で切 削中に主軸頭１がワーク４の壁部３１に近づいて干渉しそうになると、環状部材 ８が、壁部３１に接触し同時に線状部材７を弾性変形させて水平移動する。

【００１７】 この環状部材８の移動動作により、これに係合している検知用接触子１０が横 方向に撓み、触覚センサ９から配線２６，インタフェース（図示せず）を介して 制御部（図示せず）に検知信号が出力される。この結果を制御部のディスプレイ （表示手段）に表示して作業者に異常を知らせるとともに、自動的に切削送り動 作を停止することにより、ワーク壁部３１が主軸頭１により損傷されることを防 止している。

【００１８】 また、主軸頭１とワーク４との相対位置を切削方向と逆方向に移動させれば、 ワーク壁部３１と環状部材８とは離れ、環状部材８は線状部材７の弾性力により 元の状態に復元する。作業者は検知信号出力時の加工プログラムを確認し、プロ グラムのデータのミスを訂正する編集処理を行う。

【００１９】 従って、本考案によれば、工具取付け部６がワーク４と干渉する前に環状部材 ８の何れかの部分が壁部３１に接触した瞬間に触覚センサ９が検知信号を出力す るので、異常状態を瞬時に高感度で検出することができ、確実に干渉を防止する ことができる。

【００２０】 また、加工すべきワーク４には種々の形状のものがあるが、その各形状に対応 させて環状部材８を直径の異なるものに交換したり又は複数の環状部材８を上下 に設けて最適なものにする場合には、止めねじ１４，１５を操作することにより 環状部材８と線状部材７とを簡単に別のものに交換することができる。 なお、検知用接触子１０と環状部材８とは非固定状態なので、環状部材８の交 換は触覚センサ９に関係なく行うことができ容易である。 すなわち、触覚センサ９の取替えは不要なので、検出の精度には悪影響を与え ない。また、ワーク４の種類によっては環状部材８の取付け位置を上下方向に移 動させてもよい。

【００２１】 なお前記実施例は、スリーブ１７を介して線状部材７に環状部材８を固定した 場合を示したが、線状部材７に対して環状部材８を止めねじ等により着脱自在に 取付けてもよい。また、触覚センサ９は１本に限られるものではなく複数個設け てもよく、このようにすれば環状部材８の水平移動動作に対する感度が更に向上 する。

【００２２】 このように本考案では、干渉をチェックする環状部材８を工具取付け部の周囲 に３６０°揺動自在に吊り下げ、この環状部材８が直接物理的にワーク壁部３１ に接触して、この接触の有無を触覚センサ９により瞬時に検知することにより、 ワーク４と主軸周囲とが近づきすぎたことを高感度で検出している。 そして、検出後は自動的に切削動作を停止することにより実用的な干渉チェッ クを行っている。これにより、主軸頭１など工具取付け部６とワーク４との干渉 を確実に防止することができることになり、ワーク４に干渉傷がつくことがなく なって不良品の発生を防止できる。 また、環状部材８の交換が容易なため、環状部材８の形状や取付け位置等を適 宜変更することにより、ワーク４の種々の形状毎に最適な環状部材８で干渉チェ ックができる。

【００２３】 なお、前記実施例では工作機械が立型ＭＣの場合を示したが、立型の倣いフラ イス盤でもよい。この場合には、工具取付け部としてはトレーサヘッド、工具と してはトレーサ、ワークとしてはモデルがそれぞれ該当することになる。 また、環状部材８は円形リングに限られるものではなく、ワーク４の形状に合 わせて最適な形状や寸法にすることができる。また、線状部材にはピアノ線以外 のものを用いてもよい。

【００２４】

【考案の効果】

本考案は上述のように構成したので、主軸頭など工具取付け部とワークとの干 渉を簡素な構成のもので確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１乃至図４は本考案の一実施例を示す図で、
図１は本考案に係る干渉防止装置の正面断面図である。

【図２】図１のII−II線矢視図である。

【図３】図１の部分詳細断面図である。

【図４】図１の部分詳細断面図である。

【符号の説明】

４ 被加工物（ワーク） ５ 干渉防止装置 ６ 工具取付け部 ７ 線状部材 ８ 環状部材 ９ 触覚センサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具取付け部がワークと干渉するのを防
   止する立型の工作機械における干渉防止装置であって、 前記工具取付け部の周囲に、可撓性の少なくとも３本の
   線状部材を介して吊設されて水平方向に配設された着脱
   自在な環状部材と、 前記工具取付け部に取付けられて前記環状部材に係合
   し、この環状部材と前記ワークとが接触し前記環状部材
   が水平方向に移動したことを検出する触覚センサとを備
   えたことを特徴とする工作機械の干渉防止装置。