JP3211345B2 - 加工面位置検出装置を備えた加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フライス加工機等の加
工装置によって加工されたワークの加工面の検測及びそ
の良否の判断を自動で行える加工面位置検出装置を備え
た加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フライス加工専用機において、フライス
カッターの刃具交換後、初品（ワーク）の加工を行う
間、作業者がその場で待ち、加工終了後、作業者が、フ
ライスカッターのセッティングミス等を確認するため
に、あらかじめ治具に設けられた基準部材の基準面に対
し初品の加工面を対応する位置に移動させ、基準部材の
基準面と初品の加工面との間に所定のゲージを使って初
品の加工面の位置の良否をチェックしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】初品の加工を行う間の
作業者の待ち時間、初品のチェック作業に費やす作業者
の作業時間は、現在の全体の作業時間の中で大きなウェ
ートをもっており、また、初品チェック作業が作業者の
手作業であるため、初品チェック作業の信頼性に欠ける
等の問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の加工面位置検出
装置を備えた加工装置は、上述した問題点を解決するた
めになされたもので、ベース上で前後方向に移動可能な
加工ユニットと、この加工ユニットの前方に設置されワ
ークを位置決め及びクランプする治具と、前記加工ユニ
ットの前方に設けられた工具とを備え、前記工具がその
前方に対向する前記ワークの加工面を加工する加工装置
において、前記治具には、前記加工面の前記前後方向位
置を検測する際の検測基準となる基準部材と、この基準
部材に対しマスタリングするためのマスタリング用基準
部材とが設けられ、前記基準部材に向かい前記前後方向
に進退可能に進退部材が支持され、この進退部材には、
前記基準部材に当接する進退軸と、この進退軸に前記前
後方向に直交する面内で旋回する加工面位置検出装置と
が設けられ、この加工面位置検出装置は、前記進退部材
が前記基準部材に当接するとき前記マスタリング用基準
部材に当接してマスタリングを行い、マスタリング後旋
回して前記工具により加工された前記加工面の前記前後
方向位置を検測することを特徴とする。

【０００５】

【作用】ワーク加工後、基準部材と進退部材とが対応す
る位置にテーブルを割り出し、進退部材を前進させる
と、基準部材と進退軸が当接するとともに加工面位置検
出装置がマスタリング用基準部材に当接し、基準部材に
対しマスタリングが行われる。その後、加工面位置検出
装置が旋回して、工具により加工されたワーク加工面と
加工面位置検出装置とが当接し、ワーク加工面の前後方
向位置、すなわちワークの前後方向寸法を検測する。

【０００６】上記のようにワークの加工後、自動でワー
ク加工面位置を検測し、その良否の表示を行うので、作
業者のアイドルタイムをなくすことができる。また、治
具側に基準部材を設け、基準部材によって、加工面位置
検出装置の検測基準が決まるので、治具とテーブルの相
対的位置関係は、ワーク加工面の前後方向位置の検測に
は無関係となり、工具により加工されたワーク加工面の
前後方向位置、すなわちワークの前後方向寸法の検測作
業の信頼性が向上する。

【０００７】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１において、１０は固定ベースを示し、この固定
ベース１０上にはメインテーブル用ガイド１１が固設し
てあり、このメインテーブル用ガイド１１にメインテー
ブル１２が摺動可能に案内されている。メインテーブル
１２は、ボールねじ１３を介してメインテーブル駆動用
モータ１４により、進退駆動されるようになっている。
メインテーブル１２上にはクロステーブル用ガイド１５
が固設してあり、このクロステーブル用ガイド１５にク
ロステーブル１６が摺動可能に案内されている。クロス
テーブル１６は、メインテーブル１２上に設置されたク
ロステーブル駆動用シリンダ１７によって進退駆動され
るようになっている。クロステーブル１６上には加工ユ
ニット１８が固設されており、加工ユニット１８には、
先端に切削工具１９が固着されたスピンドル２０が回転
可能に軸承されている。スピンドル２０は、加工ユニッ
ト１８に設置されたスピンドル駆動用モータ２１によっ
て回転駆動されるようになっている。また、２２はメイ
ンテーブル１２の側面に固設された支持台であり、この
支持台２２上には案内台２３が固設され、案内台２３に
進退部材２４が摺動可能に案内されている。進退部材２
４は、進退駆動装置２５によって進退駆動されるように
なっている。

【０００８】進退部材２４には、図２に示すように、回
転軸２６が回転可能に軸支され、この回転軸２６と係合
し回転軸２６を所定量回転駆動する回転モータ２７が進
退部材２４に設置されている。また、回転軸２６の内周
に形成されたスプライン溝２６ａにスプラインシャフト
２８が摺動可能に嵌挿され、回転軸２６の内部に形成さ
れた段部２６ｂとスプラインシャフト２８に形成された
円筒部２８ａとの間にスプリング２９が介挿され、スプ
ラインシャフト２８を前方に付勢している。スプライン
シャフト２８の前端には、後述する基準部材３７と当接
する当接部材３０が固着されている。この当接部材３０
には、スプラインシャフト２８の摺動方向と直交する方
向に伸び、かつ、この直交する面内で旋回する旋回アー
ム３１が固着されており、この旋回アーム３１の他端に
位置検出装置３２が固設されている。

【０００９】位置検出装置３２は、ハウジング３２ａ
と、このハウジング３２ａに進退可能に支承された接触
端子３２ｂと、この接触端子３２ｂと同軸かつ当接する
ようにハウジング３２ａに設置されたセンサ３２ｃと、
ハウジング３２ａと接触端子３２ｂの間に介挿され、接
触端子３２ｂａを前方に付勢するスプリング３２ｄとか
ら構成されている。

【００１０】図１中、３３はワークを示し、３４はリフ
トアンドキャリィ方式でワーク３３を搬送するトランス
ファバーである。３５は治具ベースを示し、３６は加工
ユニット１８側に設置された図示しない位置決め用シリ
ンダの作動によりワーク３３を上下及び前後方向に位置
決めする基準シートであり、治具ベース３５に固設され
ている。また、治具ベース３５には、ワーク３３を上下
及び左右方向からクランプする図示しないクランパが固
設されている。治具ベース３５と基準シート３６とクラ
ンパとで治具が構成されている。このように位置決め及
びクランプされたワーク３３は、加工ユニット１８の切
削工具１９に対向する加工面３３ａを備えている。そし
て、加工ユニット１８が前進することにより、切削工具
１９が加工面３３ａを加工する。また、３７は進退部材
２４の前進により当接部材３０と当接し、進退部材２４
の前進位置を決定するとともに正常に加工されたワーク
３３の加工面位置と同じ位置にある基準面３７ａを有す
る基準部材であり、３８は基準部材３７と同様に正常に
加工されたワーク３３の加工面の前後方向位置と同じ位
置にある基準面３８ａを有し、ワーク加工面３３ａを検
測する前に位置検出装置３２の検出端子３２ｂと当接さ
せ、位置検出装置３２のセンサ３２ｃからの信号に対し
て後述する計測コントローラー４０においてオートマス
タリング（自動原位置合せ）を行うためのオートマスタ
リング用基準部材である。ここで、基準部材３７とオー
トマスタリング用基準部材３８は、治具ベース３５に固
設されている。

【００１１】図１中、３９は各駆動部及び後述する計測
コントローラー４０を制御するとともに、計測コントロ
ーラー４０からの信号により後述する作業者呼び出し用
ランプ４１に点灯の信号を出力するＰＣ（プログラマブ
ルコントローラー）であり、４０はＰＣ３９からの指令
によりオートマスタリング用基準部材３８を検測した時
の位置検出装置３２からの信号に対してオートマスタリ
ングを行うオートマスタリング回路４０ａと、ワーク加
工面３３ａの位置が良と判定される所定範囲位置を設定
する設定器４０ｂと、ＰＣ３９からの指令により切削工
具１９にて加工されたワーク加工面３３ａを検測した時
のワーク加工面３３ａの前後方向（図１の上下方向）位
置、すなわちワーク３３の前後方向寸法が設定器４０ｂ
に設定されている所定範囲位置内にあるか否かを判定
し、良否の信号をＰＣ３９に出力する判定回路４０ｃと
を備えた計測コントローラーである。また、４１はワー
ク加工面３３ａが否と判定された時に、ＰＣ３９からの
信号により点灯する作業者呼び出し用ランプである。

【００１２】ここで、ＰＣ３９は各駆動部と計測コント
ローラー４０のオートマスタリング回路４０ａと判定回
路４０ｃと作業者呼び出し用ランプ４１とに接続してお
り、また、計測コントローラー４０のオートマスタリン
グ回路４０ａは位置検出装置３２と接続している。次
に、上記の構成における動作を説明する。

【００１３】加工ユニット１８の切削工具１９交換後、
最初に加工されるワーク（初品）３３がトランスファバ
ー３４によって治具の基準シート３６上に搬送される。
次に、加工ユニット１８側に設けられた図示しない位置
決めシリンダの作動によりワーク３３が基準シート３６
で位置決めされる。次に図示しないクランパによってワ
ーク３３がクランプされる。この状態で、図示しないＰ
Ｃ３９の初品加工検測作動スイッチを作業者が押すこと
により、ＰＣ３９に入力されている初品加工検測プログ
ラムが開始される。

【００１４】ＰＣ３９の初品加工検測プログラムによる
ワーク３３の加工及び検測の動作を図３に示すフローチ
ャートに基づき説明する。まず、ステップ１００におい
て、ワーク３３の加工が行われる。ワーク３３の加工
は、まず、クロステーブル駆動用シリンダ１７の作動に
よりクロステーブル１６が所定量前進し、次いで、加工
ユニット１８のスピンドル２０がスピンドル駆動用モー
タ２１により駆動され、次いで、メインテーブル１２が
メインテーブル駆動用モータ１４により切削送りされる
ことにより行われる。ワーク３３の加工終了後、クロス
テーブル駆動用シリンダ１７の作動によりクロステーブ
ル１６が後進端まで後退し、スピンドル駆動用モータ２
１が停止する。

【００１５】次に、ステップ１０１において、進退駆動
装置２５により進退部材２４を前進させると、当接部材
３０と基準部材３６とが当接し、その当接によって、ス
プリング２９で前方に付勢されているスプラインシャフ
ト２９が後方に押し戻され静止する。同時に、位置検出
装置３２の接触端子３２ｂがオートマスタリング用基準
部材３８に当接する。

【００１６】次に、ステップ１０２において、オートマ
スタリング回路４０ａによって位置検出装置３２からの
信号に対してオートマスタリングすなわち原点合せを行
う。次に、ステップ１０３において、進退駆動装置２５
によって進退部材２４を所定量後退させる。次に、ステ
ップ１０４において、回転モータ２７によってワーク加
工面３３ａと位置検出装置３２が対応する位置まで旋回
アーム３１を旋回させる。

【００１７】次に、ステップ１０５において、進退駆動
装置２５によって進退部材２４を前進させると、ステッ
プ１０１と同様に当接部材３０と基準部材３６とが当接
し、同時に、位置検出装置３２の接触端子３２ｂがワー
ク加工面３３ａに当接する。次に、ステップ１０６にお
いて、位置検出装置３２からの信号をオートマスタリン
グ回路４０ａを介して判定回路４０ｃに取り込む。

【００１８】次に、ステップ１０７において、ステップ
１０６で判定回路４０ｃに取り込まれたワーク加工面３
３ａの前後方向位置の測定値が設定器４０ｂにあらかじ
め設定されている所定範囲位置内にあるか否かで、切削
工具１９により加工されたワーク加工面３３ａの前後方
向位置、すなわちワーク３３の前後方向寸法の良否を判
定回路４０ｃによって判定する。判定が否の時、ステッ
プ１０８において、各駆動部を停止させ、ステップ１０
９に移行して、作業者呼び出し用ランプ４１を点灯させ
る。また、ステップ１０７において、判定が良の場合、
ステップ１１０において、連続運転のプログラムに切り
換え、次のワークの加工からワーク加工面の位置検出を
行わずにワークの加工を行う。

【００１９】以上のように、刃具交換をして、ワーク
（初品）の加工後、自動でワークの加工面位置を検測
し、その良否を判定及び表示を行えるので、作業者のア
イドルタイムをなくすことができる。また、治具側に基
準部材３７とオートマスタリング用基準部材３８を設
け、これらによって位置検出装置３２の検測基準を決定
し、検測を行うので、治具とメインテーブル１２の相対
的位置関係は、検測には無関係となり、切削工具１９に
より加工されたワーク加工面３３ａの前後方向位置の検
測作業の信頼性が向上する。

【００２０】上記の実施例においては、位置検出装置３
２が固設された旋回アーム２８と、この旋回アーム２８
を回転させる回転モータ２７を備え、旋回アーム２８を
回転モータ２７によって回転させることにより、ワーク
加工面３３ａに位置検出装置３２を対応する位置に位置
決めするようにしたが、この動作をメインテーブル１２
の割り出しで行っても良い。

【００２１】

【発明の効果】本発明の加工面位置検出装置を備えた加
工装置は、ワークに加工ユニットを対応させて加工面の
加工を行う。次いで、基準部材と進退部材とが対応する
位置にテーブルを割り出し、進退部材を前進させる。す
ると、基準部材と進退軸が当接するとともに加工面位置
検出装置がマスタリング用基準部材に当接し、基準部材
に対しマスタリングが行われる。その後、加工面位置検
出装置が旋回して、ワーク加工面と加工面位置検出装置
とが当接し、ワーク加工面の前後方向位置、すなわちワ
ークの前後方向寸法を検測する。従って、工具交換後の
初品のチェック作業を自動化することができるので、作
業者のアイドルタイムをなくすことができる。また、治
具側に基準部材を設け、加工ユニット側に位置検出装置
を設け、基準部材によって位置検出装置の検測基準を決
定し、ワーク加工面の前後方向位置の検測を行うので、
治具とテーブルの相対的位置関係は、検測には無関係と
なり、工具により加工されたワーク加工面の前後方向位
置、すなわちワーク前後方向寸法の検測作業の信頼性が
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体構成図である。

【図２】図１における位置検出装置の拡大断面図であ
る。

【図３】初品加工検測プログラムによる加工及び検測の
動作の流れを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０ 固定ベース １２ メインテーブル １４ メインテーブル用駆動モータ １６ クロステーブル １７ クロステーブル駆動用シリンダ １８ 加工ユニット １９ 切削工具 ２０ スピンドル ２１ スピンドル駆動用モータ ２４ 進退部材 ２５ 進退駆動装置 ２６ 回転軸 ２７ 回転モータ ２８ スプラインシャフト ３０ 当接部材 ３１ 旋回アーム ３２ 位置検出装置 ３３ ワーク ３４ トランスファバー ３５ 治具ベース ３６ 基準シート ３７ 基準部材 ３８ オートマスタリング ３９ ＰＣ（プログラマブルコントローラー） ４０ 計測コントローラー ４１ 作業者呼び出し用ランプ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−30948（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−131452（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−32750（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−16254（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−172545（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 17/22

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベース上で前後方向に移動可能な加工ユニ
   ットと、 この加工ユニットの前方に設置されワークを位置決め及
   びクランプする治具と、 前記加工ユニットの前方に設けられた工具とを備え、 前記工具がその前方に対向する前記ワークの加工面を加
   工する加工装置において、 前記治具には、前記加工面の前記前後方向位置を検測す
   る際の検測基準となる基準部材と、この基準部材に対し
   マスタリングするためのマスタリング用基準部材とが設
   けられ、 前記基準部材に向かい前記前後方向に進退可能に進退部
   材が支持され、 この進退部材には、前記基準部材に当接する進退軸と、
   この進退軸に前記前後方向に直交する面内で旋回する加
   工面位置検出装置とが設けられ、 この加工面位置検出装置は、前記進退部材が前記基準部
   材に当接するとき前記マスタリング用基準部材に当接し
   てマスタリングを行い、マスタリング後旋回して前記工
   具により加工された前記加工面の前記前後方向位置を検
   測することを特徴とする 加工装置。