JP3337996B2 - Deep hole processing device and deep hole measuring device - Google Patents

Deep hole processing device and deep hole measuring device

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JP3337996B2
JP3337996B2 JP05423599A JP5423599A JP3337996B2 JP 3337996 B2 JP3337996 B2 JP 3337996B2 JP 05423599 A JP05423599 A JP 05423599A JP 5423599 A JP5423599 A JP 5423599A JP 3337996 B2 JP3337996 B2 JP 3337996B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高精度の深穴加工
を行うための深穴加工装置に関し、さらに、加工された
深穴の形状精度を測定するための深穴測定装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a deep hole drilling apparatus for performing high precision deep hole drilling, and further relates to a deep hole measuring apparatus for measuring the shape precision of a processed deep hole.

【0002】[0002]

【従来の技術】穴深さ/穴径の比が大きい穴の加工を深
穴加工と呼称し、この穴深さ/穴径の比が特に大きい深
穴加工においては、BTA(Boring and Trepanning As
sociation)方式工具等が使用されている。BTA方式工
具を使用した深穴加工方法の一例は以下のようになる。
加工されるべき被加工物を工作機械の主軸台に固定して
回転させ、先端部に工具ヘッドが設けられたボーリング
バーを被加工物に当接させ、工具ヘッドを徐々に押し込
みながら深穴を加工していく。
2. Description of the Related Art Machining a hole having a large hole depth / hole diameter ratio is called deep hole machining. In deep hole machining having a particularly large hole depth / hole diameter ratio, a BTA (Boring and Trepanning As) is used.
sociation) tools and the like are used. An example of a deep hole drilling method using a BTA tool is as follows.
The workpiece to be machined is fixed to the headstock of the machine tool and rotated, and a boring bar with a tool head at the tip is brought into contact with the workpiece. Processing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】深穴加工においては、
加工の対象となる穴が深いため、ボーリングバーを長く
する必要が生じ、ボーリングバーの自重による撓み又は
材料の不均一性に起因する曲がりが生じやすいという問
題がある。この問題を解決するものとして、特許第25
43409号公報に開示されるように、回転している被
加工物に深穴加工工具を強制的に送り込んで行く過程に
おいて、レーザ光を使用して曲がりを矯正しながら深穴
加工工具を案内する制御方法がある。この方法において
は、深穴加工工具の先端内側に反射体を設け、工具後方
の外部から投光するレーザ光を反射させて光位置検出器
によって工具の位置ずれを検出する。工具に反射体を備
えるので、工具を回転させると、反射体も回転するため
それに合わせて光位置検出装置も回転させなくてはなら
ず、工具自体を回転させる場合には適していない。その
ため、被加工物の外形が非対称であったり、大物である
場合などの被加工物を回転できない場合には高精度の深
穴加工が困難であるという問題がある。
In deep hole drilling,
Since the hole to be processed is deep, it is necessary to lengthen the boring bar, and there is a problem that bending due to the weight of the boring bar or bending due to non-uniformity of the material is likely to occur. To solve this problem, Patent No. 25
As disclosed in Japanese Patent No. 43409, in the process of forcibly feeding a deep hole machining tool into a rotating workpiece, the deep hole machining tool is guided while correcting bending using a laser beam. There is a control method. In this method, a reflector is provided inside the tip of the deep hole machining tool, and a laser beam emitted from the outside behind the tool is reflected, and a position shift of the tool is detected by an optical position detector. Since the tool is provided with a reflector, when the tool is rotated, the reflector also rotates, so the optical position detection device must be rotated accordingly, which is not suitable for rotating the tool itself. For this reason, there is a problem that it is difficult to perform a high-precision deep hole drilling when the workpiece cannot be rotated, such as when the workpiece has an asymmetric outer shape or is large.

【0004】さらには、ボーリングバーを使用しなくて
はならないため、ボーリングバーの剛性から加工可能な
深穴の長さに物理的な限界がある。また、加工された深
穴の形状精度を測定するための深穴測定装置は、アーム
の先端に測定器が取付られた形式のものであり、アーム
が長くなるとアームがアームの自重で撓んでしまうの
で、正確な測定ができなくなるという問題を持ってい
る。したがって、アームの剛性が測定可能な深穴の深さ
に制限を与えるという問題が生じ、深穴の直径が数十m
m、深さが数mとなると、実際上は精度良く形状精度を
測定できる測定器はない。
Furthermore, since a boring bar must be used, there is a physical limit to the length of a deep hole that can be machined due to the rigidity of the boring bar. Further, a deep hole measuring device for measuring the shape accuracy of a processed deep hole is a type in which a measuring device is attached to a tip of an arm, and when the arm is long, the arm is bent by its own weight. Therefore, there is a problem that accurate measurement cannot be performed. Therefore, there arises a problem that the rigidity of the arm limits the depth of the measurable deep hole, and the diameter of the deep hole is several tens of meters.
When m and depth are several meters, there is actually no measuring instrument capable of measuring shape accuracy with high accuracy.

【0005】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、深穴加工工具を回転させる場合に、工具の
回転軸線が誘導軸線から移動してしまっても、それを検
出して工具を誘導軸線に戻し、真直な深穴を加工するこ
とを可能とさせる深穴加工装置を提供することを目的と
する。さらに、本発明は、深穴加工工具を保持するボー
リングバーのような回転軸の長さによる加工深さに物理
的限界のない、高精度の無制限に深い穴の加工を可能と
する深穴加工装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a problem, and when rotating a deep hole drilling tool, even if the rotation axis of the tool moves from the guide axis, the tool detects the movement and detects the tool. It is an object of the present invention to provide a deep hole drilling device which makes it possible to drill a straight deep hole by returning the shaft to an induction axis. Furthermore, the present invention provides a deep hole drilling that enables high-precision unlimited deep hole drilling without a physical limit to the processing depth due to the length of the rotating shaft such as a boring bar that holds a deep hole drilling tool. It is intended to provide a device.

【0006】また、本発明は、測定器を支持するアーム
の剛性による影響を受けずに、加工された深穴の形状精
度を高精度に測定可能とする深穴測定装置、及びアーム
の長さによる物理的制限を受けない無制限に深い穴の形
状精度の測定を可能とする深穴測定装置を提供すること
を目的とする。
Further, the present invention provides a deep hole measuring apparatus and a length of an arm capable of measuring the shape accuracy of a machined deep hole with high accuracy without being affected by the rigidity of an arm supporting a measuring instrument. It is an object of the present invention to provide a deep hole measuring device capable of measuring the shape accuracy of a deep hole without any physical limitations due to the physical limitations.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の深穴加工装置
は、深穴加工工具の姿勢を検出し、その検出結果に応じ
て姿勢を変更し、深穴加工工具を誘導軸線に沿って誘導
するための機構を備え、工具を回転させても誘導精度を
低下させない深穴加工を可能とさせることを特徴とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION A deep hole machining apparatus according to the present invention detects the attitude of a deep hole machining tool, changes the attitude according to the detection result, and guides the deep hole machining tool along a guide axis. And a mechanism for performing deep hole drilling without reducing the guidance accuracy even when the tool is rotated.

【0008】また、本発明の深穴測定装置は、深穴測定
装置の姿勢を検出し、その検出結果に応じて姿勢を変更
し、深穴測定装置を誘導軸線に沿って誘導するための機
構を備え、深穴の形状精度に関して高精度の測定を可能
とさせることを特徴とする。詳細には、本発明の深穴加
工装置は、中心軸線と、該中心軸線を中心として回転可
能であり、先端部に工具を具備する回転軸とを有する装
置本体と、前記中心軸線に沿って光を射出する発光手段
と、前記発光手段と対向して前記装置本体の外部に設け
られ、前記発光手段から射出された光を受光して前記装
置本体の姿勢を検出する姿勢検出手段と、前記装置本体
の外周部に配設され、前記装置本体の周囲の壁面との間
で伸縮し、前記装置本体の姿勢を変更する少なくとも3
つの姿勢調節手段と、前記姿勢検出手段によって検出さ
れた前記装置本体の姿勢に応じて、前記姿勢調節手段の
作動を制御する制御手段と、を具備することを特徴とす
る。
Further, the deep hole measuring device of the present invention detects a posture of the deep hole measuring device, changes the posture according to the detection result, and guides the deep hole measuring device along a guide axis. And enables high-precision measurement of the shape accuracy of the deep hole. In detail, the deep hole drilling device of the present invention is a device main body having a central axis, a rotating shaft rotatable around the central axis, and a tool having a tool at a tip end thereof, along the central axis. A light emitting unit that emits light, a posture detecting unit that is provided outside the device main body in opposition to the light emitting unit, receives light emitted from the light emitting unit, and detects a posture of the device main body; At least 3 is provided on an outer peripheral portion of the device main body, expands and contracts with a wall surface around the device main body, and changes a posture of the device main body.
And a control means for controlling the operation of the attitude adjusting means according to the attitude of the apparatus main body detected by the attitude detecting means.

【0009】また、本発明の深穴加工装置は、中心軸線
と、該中心軸線を中心として回転可能であり、先端部に
工具を具備する回転軸とを有する装置本体と、前記回転
軸を回転させる回転駆動手段と、前記中心軸線に沿って
光を射出する発光手段と、前記発光手段と対向して前記
装置本体の外部に設けられ、前記発光手段から射出され
た光を受光して前記装置本体の姿勢を検出する姿勢検出
手段と、前記装置本体の外周部に配設され、前記装置本
体の周囲の壁面との間で伸縮し、前記装置本体の姿勢を
変更する少なくとも3つの姿勢調節手段と、前記姿勢検
出手段によって検出された前記装置本体の姿勢に応じ
て、前記姿勢調節手段の作動を制御する制御手段と、被
加工物と前記装置本体との間で相対送りを与える送り手
段と、を具備することを特徴とする。
Further, a deep hole drilling device of the present invention is a device main body having a central axis, a rotary shaft rotatable about the central axis, and having a tool at a tip end thereof, and rotating the rotary shaft. Rotation driving means for emitting light, light emitting means for emitting light along the central axis, and provided outside the apparatus main body in opposition to the light emitting means, for receiving the light emitted from the light emitting means and receiving the light. Attitude detecting means for detecting the attitude of the main body, and at least three attitude adjusting means disposed on the outer peripheral portion of the apparatus main body and extending and contracting between the peripheral wall of the apparatus main body and changing the attitude of the apparatus main body. And control means for controlling the operation of the attitude adjusting means in accordance with the attitude of the apparatus main body detected by the attitude detecting means, and feed means for providing relative feed between the workpiece and the apparatus main body; Having The features.

【0010】装置本体の姿勢とは、予め定められた誘導
軸線に対する装置本体の中心軸線の傾き(角度)及び変
位を意味する。発光手段と、姿勢検出手段と、姿勢調節
手段と、制御手段とによって構成される姿勢を検出する
ための機構によって、装置本体の姿勢を検出し、装置本
体の中心軸線が誘導軸線と一致するように深穴加工工具
装置を誘導することによって、被加工物の材料の不均一
性、下穴の形状誤差、加工時の振動、又はボーリングバ
ーの撓みによるアライメント誤差による影響を抑制し、
より精度の高い真直な深穴の加工が可能となる。さら
に、予め深穴加工工具装置の誘導軸線を設定し、深穴加
工工具装置をこの誘導軸線に沿って誘導することによっ
て、従来は不可能であった湾曲した深穴の加工も可能と
なる。
The attitude of the apparatus main body means the inclination (angle) and displacement of the center axis of the apparatus main body with respect to a predetermined guide axis. A mechanism for detecting a posture constituted by the light emitting means, the posture detecting means, the posture adjusting means, and the control means detects the posture of the apparatus main body so that the central axis of the apparatus main body coincides with the guidance axis. By guiding the deep hole machining tool device to, the effects of non-uniformity of the material of the workpiece, shape error of the prepared hole, vibration during machining, or alignment error due to bending of the boring bar,
Processing of straight holes with higher accuracy becomes possible. Further, by setting the guide axis of the deep hole machining tool device in advance and guiding the deep hole tool tool along the guide axis, it becomes possible to machine a curved deep hole which has been impossible in the past.

【0011】好適には、前記発光手段は、前記装置本体
又は前記中心軸線上で前記回転軸の先端部に設けられ
る。発光手段が装置本体に設けられていれば、工具が回
転しても装置本体は回転しないですみ、装置本体の姿勢
を検出する機構は影響を受けず、また、発光手段が回転
軸の先端部に回転軸線となる中心軸線上に設けられてい
れば、発光手段の光軸がぶれることはないので、装置本
体の姿勢を検出する機構は影響を受けない。したがっ
て、装置本体の誘導精度が向上し、高精度の深穴加工が
可能となる。
Preferably, the light emitting means is provided at the tip of the rotating shaft on the apparatus main body or on the central axis. If the light emitting means is provided in the apparatus main body, even if the tool rotates, the apparatus main body does not rotate, the mechanism for detecting the attitude of the apparatus main body is not affected, and the light emitting means is provided at the tip of the rotating shaft. If it is provided on the central axis which is the rotation axis, the optical axis of the light emitting means will not be shaken, so that the mechanism for detecting the attitude of the apparatus main body is not affected. Therefore, the guiding accuracy of the apparatus main body is improved, and high-precision deep hole drilling can be performed.

【0012】好適には、前記姿勢調節手段は、前記装置
本体の外周部に前記中心軸線に沿って前後に二組設けら
れ、各組は少なくとも3つの姿勢調節手段を含む。この
ように、中心軸線に沿って前後に二組の姿勢調節手段を
備えることによって、装置本体に正確に角度を与え、角
度と独立して変位を調節することが可能となる。
Preferably, two sets of the attitude adjusting means are provided on the outer peripheral portion of the apparatus main body in the front and rear direction along the central axis, and each set includes at least three attitude adjusting means. As described above, by providing two sets of posture adjusting means in the front and rear directions along the central axis, it is possible to accurately give an angle to the apparatus main body and adjust the displacement independently of the angle.

【0013】一つの実施形態においては、本発明の深穴
加工装置は、前記回転軸は先端部に工具ヘッドを具備
し、該工具ヘッドは前記中心軸線と平行に延びる回転軸
線と、該回転軸線を中心として回転し、先端部に前記工
具を具備する第二回転軸と、前記第二回転軸を回転させ
るための第二回転駆動手段とをさらに具備する。工具と
しては、ミリングカッタや研削工具が使用可能である。
In one embodiment, in the deep hole drilling apparatus according to the present invention, the rotating shaft includes a tool head at a tip portion, and the tool head includes a rotating axis extending parallel to the center axis, and a rotating axis. And a second rotation shaft for rotating the second rotation shaft, the second rotation shaft having the tool at its tip end, and a second rotation driving means for rotating the second rotation shaft. As the tool, a milling cutter or a grinding tool can be used.

【0014】回転軸の回転軸線である中心軸線と異なる
回転軸線を有する第二回転軸を備え、回転軸によって回
転される工具ヘッドに保持される自転軸をさらに回転さ
せることで、自転軸に接続される工具の中心は円運動を
行うので、工具には不動点がなくなる。ミリングカッタ
を工具として使用する場合、一つの軸線を中心として回
転する工具はその中心が不動点となるために、中心にお
ける加工能力は極端に低くなる。しかしながら、上記の
ように構成することで、工具の不動点はなくなるので、
加工能力が向上する。したがって、本実施形態の深穴加
工装置を使用すれば、被加工物に下穴が加工されてない
場合にも深穴加工を行うことが可能となる。
A second rotating shaft having a rotation axis different from a center axis which is a rotation axis of the rotating shaft, and further connected to the rotating shaft by rotating the rotating shaft held by the tool head rotated by the rotating shaft; Since the center of the tool performs a circular motion, the tool has no fixed points. When a milling cutter is used as a tool, the center of a tool rotating about one axis is a fixed point, and the machining ability at the center is extremely low. However, since the fixed point of the tool is eliminated by configuring as described above,
Processing capacity is improved. Therefore, if the deep hole drilling device of the present embodiment is used, it is possible to perform deep hole drilling even when the pilot hole is not drilled in the workpiece.

【0015】一方、研削工具を工具として使用する場
合、工具は公転軸による円運動を行いながら被加工物の
穴壁を研削することができるため、穴壁を円周方向に全
体的に研削することが可能となり、より高精度の深穴の
仕上げ加工が可能となる。本発明の深穴加工工具を使用
する深穴加工装置においては、回転駆動手段及び送り手
段が前記装置本体の外部に設けられ、該送り手段が被加
工物を前記中心軸線に沿って送ってもよく、前記回転駆
動手段が前記装置本体に設けられると共に、前記送り手
段が前記装置本体の後部に設けられ、前記送り手段が前
記装置本体を前記中心軸線方向に沿って送ってもよい。
つまり深穴加工ロボットが得られる。
On the other hand, when the grinding tool is used as a tool, the tool can grind the hole wall of the workpiece while making a circular motion by the revolving axis, so that the hole wall is entirely ground in the circumferential direction. This makes it possible to finish a deep hole with higher precision. In the deep hole drilling device using the deep hole drilling tool of the present invention, the rotation driving means and the feeding means are provided outside the apparatus body, and the feeding means feeds the workpiece along the central axis. Preferably, the rotation driving means may be provided on the apparatus main body, and the feeding means may be provided on a rear portion of the apparatus main body, and the feeding means may feed the apparatus main body along the central axis direction.
That is, a deep hole machining robot is obtained.

【0016】装置本体が回転駆動手段及び送り手段を備
えることによって、外部から回転力を加えたり、被加工
物を送る必要がなくなるので、ボーリングバー又はアー
ム等が不用となり、ボーリングバーによる加工深さの物
理的制限がなくなる。すなわち、無限の深さの深穴加工
が可能となる。さらに、ボーリングバーがないため、装
置本体の送り量を検出する送り量検出手段を装置本体の
任意の場所に設け、予め定められた誘導軸線に沿って深
穴加工装置を誘導することによって、より自由に湾曲し
た深穴を加工することが可能となる。また、ボーリング
バー及び送り台が不要であるため、携帯が可能となる。
Since the apparatus main body is provided with the rotation driving means and the feeding means, there is no need to apply a rotating force from the outside or to feed the workpiece, so that a boring bar or an arm becomes unnecessary, and the processing depth by the boring bar is eliminated. Eliminates physical limitations. That is, deep hole processing of an infinite depth becomes possible. Further, since there is no boring bar, a feed amount detecting means for detecting a feed amount of the apparatus main body is provided at an arbitrary position of the apparatus main body, and by guiding the deep hole processing apparatus along a predetermined guide axis, A freely curved deep hole can be machined. In addition, since a boring bar and a feed stand are not required, the portable device can be carried.

【0017】本発明の深穴測定装置は、中心軸線と、該
中心軸線を中心として回転可能な回転軸とを有する装置
本体と、前記回転軸を回転させる回転駆動手段と、前記
回転軸の先端部に設けられ、前記回転軸から被測定物の
穴壁までの半径方向距離を測定する半径方向距離検出手
段と、前記中心軸線に沿って光を射出する発光手段と、
前記発光手段と対向して前記装置本体の外部に設けら
れ、前記発光手段から射出された光を受光して前記装置
本体の姿勢を検出する姿勢検出手段と、前記装置本体の
外周部に配設され、前記装置本体の周囲の壁面との間で
伸縮し、前記装置本体の姿勢を変更する少なくとも3つ
の姿勢調節手段と、前記姿勢検出手段によって検出され
た前記装置本体の姿勢に応じて、前記姿勢調節手段の作
動を制御する制御手段と、被測定物と前記装置本体との
間で相対送りを与える送り手段と、を具備することを特
徴とする。
[0017] A deep hole measuring apparatus according to the present invention includes a device main body having a central axis, a rotating shaft rotatable about the central axis, rotation driving means for rotating the rotating shaft, and a tip of the rotating shaft. Provided in the portion, a radial distance detecting means for measuring a radial distance from the rotation axis to the hole wall of the object to be measured, and a light emitting means for emitting light along the central axis,
Attitude detecting means provided outside the apparatus main body facing the light emitting means and receiving light emitted from the light emitting means to detect the attitude of the apparatus main body, and provided at an outer peripheral portion of the apparatus main body The at least three attitude adjusting means that expands and contracts with the peripheral wall of the apparatus main body and changes the attitude of the apparatus main body, and according to the attitude of the apparatus main body detected by the attitude detecting means, It is characterized by comprising control means for controlling the operation of the attitude adjusting means, and feed means for giving relative feed between the object to be measured and the apparatus main body.

【0018】発光手段と、姿勢検出手段と、姿勢調節手
段と、制御手段とによって構成される姿勢を検出するた
めの機構によって、装置本体の姿勢を検出し、装置本体
の中心軸線が誘導軸線と一致するように深穴測定装置を
誘導することによって、深穴の形状精度に関して高精度
の測定が可能となる。好適には、前記発光手段は、前記
装置本体又は前記中心軸線上で前記回転軸の先端部に設
けられる。
An attitude of the apparatus main body is detected by a mechanism for detecting an attitude constituted by the light emitting means, the attitude detecting means, the attitude adjusting means, and the control means, and the central axis of the apparatus main body is aligned with the guiding axis. By guiding the deep hole measuring device so that they coincide with each other, high-precision measurement of the shape accuracy of the deep hole becomes possible. Preferably, the light emitting means is provided at the tip of the rotating shaft on the device main body or on the central axis.

【0019】好適には、前記姿勢調節手段が前記装置本
体の外周部に前記中心軸線に沿って前後に二組設けら
れ、各組は少なくとも3つの姿勢調節手段を含む。本発
明の深穴測定装置においては、前記回転駆動手段及び前
記送り手段が前記装置本体の外部に設けられ、該送り手
段が被測定物を前記中心軸線に沿って送ってもよく、前
記回転駆動手段が前記装置本体の内部に設けられると共
に、前記送り手段が前記装置本体の後部に設けられ、前
記送り手段が前記装置本体を前記中心軸線に沿って送っ
てもよい。つまり深穴測定ロボットが得られる。
Preferably, two sets of the posture adjusting means are provided on the outer peripheral portion of the apparatus main body in front and rear along the center axis, and each set includes at least three posture adjusting means. In the deep hole measuring device of the present invention, the rotation driving means and the feeding means may be provided outside the apparatus main body, and the feeding means may feed the object to be measured along the central axis, Means may be provided inside the device body, and the feeding means may be provided at the rear of the device body, and the feeding means may feed the device body along the central axis. That is, a deep hole measurement robot is obtained.

【0020】装置本体が回転駆動手段及び送り手段を備
えることによって、外部から回転力を加えたり、被測定
物を送る必要がなくなるので、アーム等が不用となり、
アームによる測定深さの物理的制限がなくなる。すなわ
ち、無限の深さの深穴測定が可能となる。さらに、アー
ムがないため、予め定められた誘導軸線に沿って深穴測
定装置を誘導することによって、より自由に湾曲した深
穴を測定することが可能となる。また、アーム及び送り
台が不要であるため、携帯が可能となる。
Since the apparatus main body is provided with the rotation driving means and the feeding means, there is no need to apply a rotating force from outside or to send the object to be measured, so that an arm or the like is not required.
There is no physical limitation of the measurement depth by the arm. That is, deep hole measurement of an infinite depth becomes possible. Furthermore, since there is no arm, it is possible to measure a curved deep hole more freely by guiding the deep hole measuring device along a predetermined guide axis. In addition, since an arm and a feed stand are not required, carrying is possible.

【0021】好適には、前記送り手段は送り量を検出す
るための送り量検出手段を備える。送り量検出装置を備
えることで、送り量との関連で深穴の形状精度例えば表
面あらさ、真直度、円筒度等を測定することが可能とな
る。
Preferably, the feed means includes a feed amount detecting means for detecting a feed amount. The provision of the feed amount detecting device makes it possible to measure the shape accuracy of the deep hole, for example, surface roughness, straightness, cylindricity, etc. in relation to the feed amount.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下で、本発明の深穴加工装置及
び深穴測定装置が、実施形態に関して、詳細に説明され
る。図1は本発明の深穴加工工具を使用した深穴加工装
置の構成を示す略全体図であり、説明のために加工の対
象となる下穴を開けられた被加工物は断面で示されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following, a deep hole processing apparatus and a deep hole measuring apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to embodiments. FIG. 1 is a schematic overall view showing the configuration of a deep hole drilling device using the deep hole drilling tool of the present invention. For the sake of explanation, a workpiece having a pilot hole to be machined is shown in cross section. ing.

【0023】図1に示される深穴加工装置11は、深穴
加工工具13と、同深穴加工工具13に回転を与える回
転駆動手段15であるボーリングバー17を装着した工
作機械19と、被加工物21を深穴加工工具13に向か
って送る送り手段である工作機械の送り台23とを具備
する。ボーリングバー17は回転軸線25を中心として
回転する。好適には、ボーリングバー17は中空になっ
ており、ボーリングバー17の一方の端部に吸引装置2
7を接続して、ボーリングバー17の内部の穴を通して
加工部において発生する切削屑を排出する。
The deep hole drilling apparatus 11 shown in FIG. 1 includes a deep hole drilling tool 13, a machine tool 19 equipped with a boring bar 17 which is a rotation driving means 15 for rotating the deep hole drilling tool 13, A feed base 23 of a machine tool, which is feed means for feeding the workpiece 21 toward the deep hole processing tool 13, is provided. The boring bar 17 rotates about a rotation axis 25. Preferably, the boring bar 17 is hollow and one end of the boring bar 17 has a suction device 2.
7 is connected to discharge cutting chips generated in the processing portion through a hole in the boring bar 17.

【0024】送り台23は案内装置29に沿ってボーリ
ングバー17の回転軸線25に平行に案内される。好適
には、送り台23は送り量を検出するための送り量検出
装置31を具備する。送り量検出装置31としては、光
学式エンコーダ、機械式エンコーダ等が使用され、例え
ば案内装置29が動力伝達を兼ねるボールねじである場
合にはボールねじに前記の各種エンコーダが取付られ
て、ボールねじの回転を検出する。
The feed bar 23 is guided along a guide device 29 parallel to the rotation axis 25 of the boring bar 17. Preferably, the feed base 23 includes a feed amount detecting device 31 for detecting the feed amount. As the feed amount detecting device 31, an optical encoder, a mechanical encoder, or the like is used. For example, when the guide device 29 is a ball screw also serving as a power transmission, the above-described various encoders are attached to the ball screw. Detect rotation of

【0025】被加工物21には予め下穴33が加工され
ている。好適には、本発明の深穴加工工具13が被加工
物21の下穴33内に完全に進入するまで同深穴加工工
具13を被加工物21の下穴33に真直に案内するため
に、案内ブッシュ35が使用される。被加工物21及び
案内ブッシュ35が送り台23に固定され、送り台23
によって深穴加工工具13に向かって送られる。
The workpiece 21 has a pilot hole 33 formed in advance. Preferably, in order to guide the deep hole machining tool 13 of the present invention straight into the prepared hole 33 of the work piece 21 until the tool 13 completely enters the prepared hole 33 of the work piece 21. , A guide bush 35 is used. The workpiece 21 and the guide bush 35 are fixed to the feed base 23, and the feed base 23
To the deep hole machining tool 13.

【0026】図2は深穴加工工具13の詳細を示す部分
側断面図であり、図3及び図4は、それぞれ、図2の深
穴加工工具13の正面図及び図2の線A−Aにおける矢
視断面図である。図2を参照すると、深穴加工工具13
は、装置本体37と、装置本体37に保持されている工
具ヘッド39と、発光手段41と、装置本体37及び工
具ヘッド39の姿勢を検出するための姿勢検出手段43
と、装置本体37の姿勢を変更するための姿勢調節手段
である圧電アクチュエータ45と、同姿勢調節手段の作
動を制御する制御手段である制御装置47とを具備す
る。
FIG. 2 is a partial side sectional view showing details of the deep hole machining tool 13, and FIGS. 3 and 4 are a front view of the deep hole machining tool 13 of FIG. 2 and a line AA of FIG. 2, respectively. FIG. Referring to FIG. 2, the deep hole machining tool 13
Is a device main body 37, a tool head 39 held by the device main body 37, a light emitting means 41, and a posture detecting means 43 for detecting the postures of the device main body 37 and the tool head 39.
A piezoelectric actuator 45 serving as a posture adjusting means for changing the posture of the apparatus main body 37; and a control device 47 serving as a control means for controlling the operation of the posture adjusting means.

【0027】装置本体37は中心軸線49を有し、回転
軸51を軸受53よって同中心軸線49を中心として回
転可能に保持している。好適には、装置本体37は円柱
形状である。軸受53としては円錐ころ軸受が好適であ
り、軸受53に軸方向に予圧をかけ装置本体37と軸受
53とのがたを完全になくすようにする。回転軸51の
先端部には工具ヘッド39が設けられている。工具ヘッ
ド39は回転軸51と一体に形成されてもよい。
The apparatus main body 37 has a center axis 49, and holds the rotating shaft 51 rotatably about the center axis 49 by a bearing 53. Preferably, the device main body 37 has a cylindrical shape. As the bearing 53, a tapered roller bearing is preferable, and a preload is applied to the bearing 53 in the axial direction so that the play between the device body 37 and the bearing 53 is completely eliminated. The tool head 39 is provided at the tip of the rotating shaft 51. The tool head 39 may be formed integrally with the rotating shaft 51.

【0028】工具ヘッド39は円形断面を有し、工具で
ある少なくとも一つの切刃55を具備する。好適には、
切削屑の吸引のために切刃55の近傍に吸引口57を具
備する。吸引口57は回転軸51の中心部に中心軸線4
9に沿って延びる内孔59及びその内孔59に接続され
るボーリングバー17の内部の穴を介して図1に示され
る吸引装置27に接続している。工具ヘッド39に作用
する不均衡切削力を減じて工具ヘッド39の直進性を高
めるためには切刃55を対称形に配置することが考えら
れるが、切刃55の数が複数となり、切削屑の吸引口5
7が複数となるため切削屑吸引に関する問題が発生しや
すいことと、方向制御の観点とから、工具は一つの切刃
55を有することが好ましい。
The tool head 39 has a circular cross section and has at least one cutting edge 55 which is a tool. Preferably,
A suction port 57 is provided near the cutting blade 55 for sucking cutting chips. The suction port 57 has a central axis 4 at the center of the rotating shaft 51.
It is connected to the suction device 27 shown in FIG. 1 through an inner hole 59 extending along 9 and a hole inside the boring bar 17 connected to the inner hole 59. In order to reduce the unbalanced cutting force acting on the tool head 39 and improve the straightness of the tool head 39, it is conceivable to arrange the cutting blades 55 in a symmetrical shape. Suction port 5
It is preferable that the tool has one cutting edge 55 from the viewpoint that the problem regarding the suction of the cutting chips is likely to occur because there are a plurality of the cutting chips 7 and the direction control.

【0029】さらに、工具ヘッド39の周囲には、切削
状態に合わせて最適配置が可能となるように着脱可能な
適数の案内パッド61が設けられる。図3においては、
案内パッドを装着可能な窪みが11個設けられており、
その内の5個に案内パッド61が装着されている。図4
に示されるように装置本体37の外周部には少なくとも
3つの姿勢調節手段である圧電アクチュエータ45が設
けられる。好適には、外周部に設けられた窪み63に圧
電アクチュエータ45が設けられるが、装置本体37の
外周上に設けられることも可能である。
Further, around the tool head 39, there are provided a suitable number of guide pads 61 which can be attached and detached so as to be optimally arranged according to the cutting state. In FIG.
There are 11 recesses that can be fitted with guide pads,
Guide pads 61 are mounted on five of them. FIG.
As shown in (2), a piezoelectric actuator 45 as at least three attitude adjusting means is provided on the outer peripheral portion of the apparatus main body 37. Preferably, the piezoelectric actuator 45 is provided in the depression 63 provided in the outer peripheral portion, but it is also possible to provide the piezoelectric actuator 45 on the outer peripheral of the device main body 37.

【0030】圧電アクチュエータ45は装置本体37か
ら半径方向に向かって伸縮することができ、装置本体3
7の周囲を囲む被加工物21の穴壁に当接することによ
って装置本体37を半径方向に移動させる。3つの圧電
アクチュエータ45を円周上に配置することによって装
置本体37を任意の半径方向に移動、すなわち変位させ
ることが可能となる。好適には、これらの圧電アクチュ
エータ45が図4に示されるように装置本体37の外周
部に均等に配置される。さらに好適には、圧電アクチュ
エータ45は、図2に示されるように、装置本体37の
外周部に中心軸線49に沿って前後に二組設けられる。
圧電アクチュエータ45は、装置本体37の外周部に均
等に配置されることによって、圧電アクチュエータ45
の制御を容易にさせる。また、中心軸線49に沿って前
後に二組設けられることによって、例えば前後の一方の
組の圧電アクチュエータのみを作動させて装置本体の角
度を補正した後、前後両方の組の圧電アクチュエータを
作動させて装置本体を平行移動させて変位を補正するこ
とより、装置本体37に正確に傾き、すなわち角度を与
え、角度と独立して変位を調節することが可能となり、
装置本体37の中心軸線49を誘導軸線に正確に一致さ
せることができるようになる。
The piezoelectric actuator 45 can be extended and contracted in the radial direction from the main body 37 of the apparatus.
The apparatus main body 37 is moved in the radial direction by contacting the hole wall of the workpiece 21 surrounding the periphery of 7. By arranging the three piezoelectric actuators 45 on the circumference, the device main body 37 can be moved, that is, displaced, in an arbitrary radial direction. Preferably, these piezoelectric actuators 45 are evenly arranged on the outer peripheral portion of the device main body 37 as shown in FIG. More preferably, as shown in FIG. 2, two sets of piezoelectric actuators 45 are provided on the outer peripheral portion of the apparatus main body 37 along the central axis 49.
The piezoelectric actuators 45 are evenly arranged on the outer peripheral portion of the device
Control. Further, by providing two sets in front and back along the central axis 49, for example, after operating only one set of front and back piezoelectric actuators to correct the angle of the apparatus main body, both sets of front and rear piezoelectric actuators are operated. By correcting the displacement by moving the apparatus body in parallel, it becomes possible to accurately tilt, that is, give an angle to the apparatus body 37, and to adjust the displacement independently of the angle.
The center axis 49 of the device main body 37 can be accurately matched with the guide axis.

【0031】また、圧電アクチュエータ45は、均等配
置ではなく、真下からそれぞれ45°の位置と真上とに
配置し、深穴加工工具13を上方に押し上げる力を大き
くするようにしても良い。図4においては、姿勢調節手
段として圧電アクチュエータ45が使用されている。圧
電アクチュエータは剛性が高く、軽量であるので、深穴
加工工具13全体の重量を軽量化することができる。し
かしながら、カムやリニアアクチュエータのような手段
が姿勢調節手段として使用されてもよい。
The piezoelectric actuators 45 may be arranged at positions 45 ° from right below and directly above the piezoelectric actuators 45 instead of being evenly arranged to increase the force for pushing the deep hole drilling tool 13 upward. In FIG. 4, a piezoelectric actuator 45 is used as a posture adjusting means. Since the piezoelectric actuator has high rigidity and is lightweight, the weight of the entire deep hole machining tool 13 can be reduced. However, means such as a cam or a linear actuator may be used as the attitude adjusting means.

【0032】図5及び図6は圧電アクチュエータ45の
一つの実施形態を示しており、この圧電アクチュエータ
45は積層形の圧電素子の伸びを機械的に拡大するハイ
ブリット形である。図5は初期の収縮している圧電アク
チュエータ45の状態を示しており、図6は圧電アクチ
ュエータ45が作動して半径方向に伸張したときの状態
を示す。圧電アクチュエータ45は、固定された三角柱
状の第一部分65と、同じく三角柱状の第二部分67
と、第二部分67の図の下側表面に取付けられた支持パ
ッド69と、第一部分65及び第二部分67の斜面の間
を接続するように設けられた圧電素子71とを具備す
る。第一部分65と第二部分67は部分的に接続されて
いる。図6に示されるように、圧電素子71が電圧を印
加されて伸張すると、第一部分65と第二部分67の接
続部を支点として第二部分67が図6において下方に移
動し、第二部分67に設けられた支持パッド69が図6
の下方へ突出する。このようにして圧電素子71の伸張
量を拡大することが可能となる。
FIGS. 5 and 6 show one embodiment of a piezoelectric actuator 45. This piezoelectric actuator 45 is of a hybrid type which mechanically expands the elongation of a laminated piezoelectric element. FIG. 5 shows a state of the piezoelectric actuator 45 which is initially contracted, and FIG. 6 shows a state where the piezoelectric actuator 45 is operated and expanded in the radial direction. The piezoelectric actuator 45 includes a fixed triangular prism-shaped first portion 65 and a triangular prism-shaped second portion 67.
And a support pad 69 attached to the lower surface of the second part 67 in the figure, and a piezoelectric element 71 provided to connect between the slopes of the first part 65 and the second part 67. The first part 65 and the second part 67 are partially connected. As shown in FIG. 6, when the piezoelectric element 71 expands by applying a voltage, the second portion 67 moves downward in FIG. 6 with the connection between the first portion 65 and the second portion 67 as a fulcrum, and The support pad 69 provided on 67 is shown in FIG.
Project downward. In this manner, the amount of extension of the piezoelectric element 71 can be increased.

【0033】図2に示されるように、装置本体37の重
心の位置の外周部にコイルばね73のような補助支持手
段が適数配設されてもよい。姿勢調節手段である圧電ア
クチュエータ45を前後二組設けることと共に、コイル
ばね73によって装置本体37の重量を支持することに
より、圧電アクチュエータ45によって装置本体37を
重力に逆らう方向へ移動させる際に圧電アクチュエータ
45にかかる負荷が軽減され、圧電アクチュエータ45
による位置制御範囲が拡大される。
As shown in FIG. 2, an appropriate number of auxiliary support means such as a coil spring 73 may be provided on the outer peripheral portion at the position of the center of gravity of the apparatus main body 37. By providing two sets of front and rear piezoelectric actuators 45 as attitude adjusting means, and supporting the weight of the apparatus main body 37 by the coil spring 73, the piezoelectric actuator 45 moves the apparatus main body 37 in a direction against gravity so that the piezoelectric actuator 45 moves. The load applied to the piezoelectric actuator 45 is reduced.
, The position control range is expanded.

【0034】回転軸51の後端部には工作機械19のボ
ーリングバー17等の回転軸51を回転させるための回
転駆動手段15との接続手段75が具備されている。こ
の接続手段75は回転駆動手段15の回転を回転軸51
に伝達するが、ボーリングバー17の回転軸線25と垂
直な方向にも回転軸51が可動であるようなものであ
る。接続手段75としては、フレックスカップリング等
が使用される。
At the rear end of the rotating shaft 51, there is provided a connecting means 75 for rotating the rotating shaft 51, such as the boring bar 17 of the machine tool 19, for rotating the rotating shaft 51. The connecting means 75 transmits the rotation of the rotation driving means 15 to the rotation shaft 51.
The rotation shaft 51 is also movable in a direction perpendicular to the rotation axis 25 of the boring bar 17. As the connection means 75, a flex coupling or the like is used.

【0035】フレックスカップリングを使用することに
よって、ボーリングバーの撓み等と関係なく装置本体の
姿勢を変更することが可能となる。深穴加工工具13
は、基準となる壁面、例えば案内ブッシュの穴壁と装置
本体との距離を検出するために、ギャップセンサ77を
具備してもよい。ギャップセンサ77を具備することに
より、被加工物21の下穴33又は案内ブッシュ35の
案内穴の中心軸線と装置本体の中心軸線49とが一致す
るように、深穴加工工具13を設置することが可能とな
る。
By using the flex coupling, it is possible to change the attitude of the apparatus main body regardless of the bending of the boring bar or the like. Deep hole drilling tool 13
May include a gap sensor 77 for detecting the distance between a reference wall surface, for example, a hole wall of the guide bush and the apparatus main body. With the provision of the gap sensor 77, the deep hole machining tool 13 is installed so that the central axis of the pilot hole 33 of the workpiece 21 or the guide hole of the guide bush 35 and the central axis 49 of the apparatus main body match. Becomes possible.

【0036】図7は、装置本体の姿勢、すなわち装置本
体37の中心軸線49の誘導軸線に対する傾き及び変位
を検出するための機構の詳細を示す図である。装置本体
37の姿勢を検出するための機構は、図1及び図2に示
されるように、装置本体37の中心軸線49上で工具ヘ
ッド39の先端面に設けられた発光手段41と、同発光
手段41と対向して装置本体37の外部における誘導軸
線上に設けられる姿勢検出手段43と、姿勢検出手段4
3によって検出された装置本体37及びそれに保持され
た工具ヘッド39の姿勢に応じて、姿勢調節手段である
圧電アクチュエータ45の作動を制御する制御装置47
とにより構成される。
FIG. 7 is a diagram showing details of a mechanism for detecting the attitude of the apparatus main body, that is, the inclination and displacement of the central axis 49 of the apparatus main body 37 with respect to the guide axis. As shown in FIGS. 1 and 2, a mechanism for detecting the attitude of the apparatus main body 37 includes a light emitting unit 41 provided on a front end surface of the tool head 39 on a central axis 49 of the apparatus main body 37, A posture detecting means 43 provided on the guide axis outside the apparatus main body 37 in opposition to the means 41;
A control device 47 for controlling the operation of the piezoelectric actuator 45 as the posture adjusting means in accordance with the posture of the apparatus main body 37 and the tool head 39 held by the main body 37 detected by the control unit 3
It is composed of

【0037】発光手段41を中心軸線上に設けることに
よって深穴加工工具が回転させられても影響を受けるこ
となく、装置本体の姿勢の検出ができる。発光手段41
は装置本体37の後端の非回転部に設けられてもよく、
この場合には装置本体37の中心軸線49上に設ける必
要はない。発光手段が装置本体37の後端部に設けられ
れば、被加工物に下穴が加工されていない場合でも発光
手段41が被加工物21と接触することがないため、下
穴33が設けられていない場合でも装置本体37を誘導
することが可能となる。また、発光手段41は工具ヘッ
ド39の内部に先端表面から突出しないように設けられ
てもよい。いずれの場合にも、発光手段41は装置本体
37の中心軸線49に沿って光を射出する。
By providing the light emitting means 41 on the central axis, the attitude of the apparatus main body can be detected without being affected even when the deep hole drilling tool is rotated. Light emitting means 41
May be provided on a non-rotating portion at the rear end of the device main body 37,
In this case, it is not necessary to provide on the central axis 49 of the apparatus main body 37. If the light emitting means is provided at the rear end of the apparatus main body 37, the light emitting means 41 does not come into contact with the workpiece 21 even if the prepared hole is not formed in the workpiece, so that the pilot hole 33 is provided. It is possible to guide the device main body 37 even when it is not. Further, the light emitting means 41 may be provided inside the tool head 39 so as not to protrude from the front end surface. In any case, the light emitting means 41 emits light along the central axis 49 of the device main body 37.

【0038】発光手段41としては、レーザ光源が使用
され、好適には半導体レーザを使用する。発光手段41
は、レーザ光源のバッテリを有し、更にゆらぎのない光
線を得るために、光源からの光を平行光にする拡散レン
ズやピンホールプレート等から成る。姿勢検出手段43
は、発光手段41であるレーザ光源からのレーザ光を二
つの方向に分離するハーフミラー81と、装置本体37
の中心軸線49と誘導軸線との距離である装置本体37
の変位を検出するための変位検出用位置検出素子83
(以降、PSDδと称する)と、装置本体37の中心軸
線49と誘導軸線との角度である装置本体37の傾きを
検出するための傾き検出用位置検出素子85(以降、P
SDiと称する)とを含む。前記PSDδ83及びPS
Di85によって検出された装置本体37及びそれに保
持された工具ヘッド39の姿勢の情報が図7に示される
ように制御装置47へ伝達される。ここで使用される位
置検出素子は半導体フォトダイオードを応用した光スポ
ットの位置検出用センサである。
As the light emitting means 41, a laser light source is used, and preferably, a semiconductor laser is used. Light emitting means 41
Has a battery of a laser light source, and further includes a diffusion lens, a pinhole plate, and the like for converting light from the light source into parallel light in order to obtain a light beam without fluctuation. Posture detection means 43
A half mirror 81 for separating laser light from a laser light source, which is a light emitting means 41, into two directions;
Device body 37 which is the distance between the center axis 49 of the
Displacement detecting position detecting element 83 for detecting displacement of
(Hereinafter, referred to as PSD δ), and a tilt detecting position detecting element 85 (hereinafter, referred to as P.sub.
SDi). The PSDδ83 and PS
Information on the attitude of the apparatus main body 37 detected by the Di 85 and the attitude of the tool head 39 held thereby is transmitted to the control apparatus 47 as shown in FIG. The position detecting element used here is a sensor for detecting the position of a light spot using a semiconductor photodiode.

【0039】図7に示されるように、発光手段41であ
るレーザ光源からl1 の距離にハーフミラー81が配置
され、ハーフミラー81から距離l2 の所にPSDi8
5が配置され、ハーフミラー81から距離l3 の所にP
SDδ83が配置される。PSDδ83はレーザ光の光
軸87上にあり、PSDδ83の面の法線とPSDi8
5の面の法線とは互いに概略垂直になるように配置され
る。また、ハーフミラー81の法線はレーザ光の光軸8
7に対して約45°の角度をなすように配置される。し
かしながら、レーザ光源から射出されたレーザ光の内で
ハーフミラー81を透過したレーザ光及びハーフミラー
81で反射されたレーザ光を各PSD83、85が受光
することができるような、ハーフミラー81とPSDi
85及びPSDδ83の任意の配置をとることが可能で
ある。
As shown in FIG. 7, a half mirror 81 is arranged at a distance of l 1 from a laser light source as the light emitting means 41, and a PSDi 8 is located at a distance of l 2 from the half mirror 81.
5 and a P at a distance l 3 from the half mirror 81.
SDδ83 is located. PSDδ83 is on the optical axis 87 of the laser beam, and the normal to the surface of PSDδ83 and PSDi8
The normals of the surface 5 are arranged so as to be substantially perpendicular to each other. The normal of the half mirror 81 is the optical axis 8 of the laser beam.
7 at an angle of about 45 °. However, among the laser beams emitted from the laser light source, each of the PSDs 83 and 85 can receive the laser beam transmitted through the half mirror 81 and the laser beam reflected by the half mirror 81 so that the PSDs 83 and 85 can receive the laser beam.
85 and PSDδ83 can be in any arrangement.

【0040】以上のように装置本体37の姿勢を検出す
るための機構を構成することによって、機構が簡単にな
り、非常に少ない部品数で高い検出精度が達成されるよ
うになる。さらに、深穴加工工具13が回転させられて
も影響を受けることなく、装置本体37の姿勢を検出す
ることができる。次に、図1に示されるような上記のよ
うに構成された本発明の深穴加工装置11の作動に関し
て説明する。
By configuring the mechanism for detecting the attitude of the apparatus main body 37 as described above, the mechanism is simplified, and high detection accuracy can be achieved with a very small number of parts. Further, the attitude of the apparatus main body 37 can be detected without being affected even if the deep hole machining tool 13 is rotated. Next, the operation of the deep hole drilling device 11 of the present invention configured as described above as shown in FIG. 1 will be described.

【0041】まず、図7及び図8を参照して、本発明の
深穴加工工具13及び深穴加工装置11における装置本
体37及び工具ヘッド39の姿勢の検出方法を説明す
る。姿勢検出手段43に含まれるハーフミラー81とP
SDi85及びPSDδ83を図7に示されるように配
置すると、その配置は図8に示される配置と等価とな
る。すなわち、発光手段41であるレーザ光源とPSD
i85及びPSDδ83がレーザ光の光軸87上に平行
に並んでいるとしたときに、発光手段41であるレーザ
光源から距離L(=l1 +l3 )の所にPSDδ83を
配置し、PSDδ83から距離l(=l2 −l3 )の所
にPSDi85を配置したことと等価となる。
First, with reference to FIGS. 7 and 8, a method of detecting the attitudes of the apparatus body 37 and the tool head 39 in the deep hole drilling tool 13 and the deep hole drilling apparatus 11 according to the present invention will be described. The half mirror 81 and P included in the posture detecting means 43
When the SDi 85 and the PSD δ83 are arranged as shown in FIG. 7, the arrangement is equivalent to the arrangement shown in FIG. That is, the laser light source which is the light emitting means 41 and the PSD
When i85 and PSDδ83 has a run parallel to on the optical axis 87 of the laser beam, where the place PSDδ83 distance from the laser light source is a light emitting means 41 L (= l 1 + l 3), the distance from PSDδ83 This is equivalent to placing the PSDi 85 at l (= l 2 −l 3 ).

【0042】装置本体37の中心軸線49、すなわちレ
ーザ光の光軸87が誘導軸線79から誘導軸線79に対
して変位δy 及び傾きiy の姿勢へ移動したと仮定す
る。PSDi85及びPSDδ87における装置本体3
7の移動の前後の光スポットの移動量がそれぞれyi、
yδとなるとき、δy 、iy 、yi、yδは次式で表さ
れる関係を有する。
It is assumed that the central axis 49 of the apparatus main body 37, that is, the optical axis 87 of the laser beam has moved from the guide axis 79 to the attitude of the displacement δ y and the inclination i y with respect to the guide axis 79. Apparatus body 3 in PSDi85 and PSDδ87
The movement amount of the light spot before and after the movement of No. 7 is yi,
When yδ, δ y , i y , yi, yδ have a relationship represented by the following equation.

【0043】tan(iy )=(yi−yδ)/l δy =yi−(L+l)tan(iy ) したがって、上記の式より変位δy 、傾きiy が求めら
れる。y軸方向の変位δ y 、傾きiy について説明した
が、x軸方向の変位δx 、傾きix についても同様に求
められる。
Tan (iy) = (Yi−yδ) / lδy= Yi- (L + 1) tan (iyTherefore, from the above equation, the displacement δy, Slope iySought
It is. Displacement δ in y-axis direction y, Slope iyExplained
Is the displacement δ in the x-axis directionx, Slope ixSimilarly
Can be

【0044】このように、2つのPSD83、85を使
用することによって、装置本体37の姿勢を変位と傾き
とに分離して検出することが可能となる。なお、Lの値
は、深穴加工工具の送り量を送り量検出装置31で測定
しているので、刻々その送り量分減じた値を採用する。
次に、本発明の深穴加工工具13の誘導の概略を図9を
参照して説明する。図9において、ei (x、y)、θ
i (x、y)、eo (x、y)及びθo (x、y)はそ
れぞれ装置本体37の変位及び角度の目標値、PSD8
3及び85によって検出された装置本体37の変位及び
傾きである(加工軸線に垂直な平面を仮定してその平面
上にx軸及びy軸をとっている)。
As described above, the use of the two PSDs 83 and 85 makes it possible to detect the attitude of the apparatus main body 37 separately for displacement and inclination. In addition, since the feed amount of the deep hole machining tool is measured by the feed amount detection device 31, the value of L is adopted as a value that is reduced by the feed amount every moment.
Next, an outline of guidance of the deep hole machining tool 13 of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 9, e i (x, y), θ
i (x, y), e o (x, y) and θ o (x, y) are the target values of the displacement and angle of the apparatus main body 37, PSD8, respectively.
3 shows the displacement and inclination of the apparatus main body 37 detected by 85 (x-axis and y-axis are taken on a plane perpendicular to the processing axis, assuming a plane perpendicular to the processing axis).

【0045】深穴加工工具13を工作機械19のボーリ
ングバー17に取付け、下穴33を加工された被加工物
21及び被加工物21とほぼ同じ外形を有し且つ被加工
物21の下穴33と同じ中心軸線を有する案内ブッシュ
35を送り台23に固定する。深穴加工工具13を案内
ブッシュ35の案内穴に挿入する。深穴加工工具13の
中心軸線49を所定の加工軸線(誘導軸線79)と概略
一致するように配置を調節する。さらに、深穴加工工具
13の圧電アクチュエータ45及びギャップセンサ77
を使用して、深穴加工工具13の姿勢(変位及び傾き)
の微調整を施すと共に、案内ブッシュ35の穴壁に深穴
加工工具13の装置本体37を固定する。次に、ボーリ
ングバー17によって深穴加工工具13の回転軸51に
回転を与え、被加工物21の下穴33に沿って深穴を加
工していく。このとき、装置本体37の圧電アクチュエ
ータ45の穴壁への接触による摩擦により、装置本体3
7は動かず、回転軸51のみが回転する。装置本体37
が、被加工物21の材料の不均一性、下穴の形状誤差又
は加工時の振動等の回避しがたい原因等による外乱Uに
より移動し、各PSD83及び85によって変位e
o (x、y)及び傾きθ o (x、y)が検出される。各
PSD83及び85によって検出されたeo (x、y)
及びθo (x、y)と目標値ei (x、y)及びθ
i (x、y)との差に基づいて、制御装置47によって
姿勢調節手段である圧電アクチュエータ45が作動さ
れ、圧電アクチュエータ45の変位量を調節することに
よって装置本体37の姿勢を補正する。
The deep hole machining tool 13 is
Workpiece which is attached to the bur 17 and has a pilot hole 33
21 and the workpiece 21 have substantially the same outer shape and
Guide bush having the same central axis as pilot hole 33 of object 21
35 is fixed to the feed base 23. Guide deep hole drilling tool 13
It is inserted into the guide hole of the bush 35. Deep hole drilling tool 13
The center axis 49 is roughly defined as a predetermined processing axis (induction axis 79).
Adjust the placement to match. In addition, deep hole machining tools
13 piezoelectric actuator 45 and gap sensor 77
, The attitude (displacement and inclination) of the deep hole machining tool 13
Of the guide bush 35 and a deep hole
The apparatus main body 37 of the processing tool 13 is fixed. Next, Boli
To the rotating shaft 51 of the deep hole drilling tool 13 by the
Rotate to add a deep hole along the pilot hole 33 of the work piece 21.
Work on it. At this time, the piezoelectric actuator
Of the device body 3 due to friction caused by the contact of the
7 does not move, and only the rotating shaft 51 rotates. Device body 37
However, the non-uniformity of the material of the workpiece 21,
Is caused by disturbance U caused by unavoidable causes such as vibration during machining.
And displacement e by each PSD 83 and 85
o(X, y) and inclination θ o(X, y) is detected. each
E detected by PSD 83 and 85o(X, y)
And θo(X, y) and target value ei(X, y) and θ
iBased on the difference from (x, y), the controller 47
When the piezoelectric actuator 45 as the posture adjusting means is actuated.
Adjusting the amount of displacement of the piezoelectric actuator 45
Therefore, the posture of the apparatus main body 37 is corrected.

【0046】このように、深穴加工工具13を誘導する
ことによって、被加工物21の材料の不均一性、下穴の
形状誤差、加工時の振動、又はボーリングバー17の撓
みによるアライメント誤差による影響を抑制し、より精
度の高い真直な深穴の加工が可能となる。さらに、予め
深穴加工工具13の誘導軸線79を設定し、送り台23
に設けられたエンコーダ等の送り量検出装置31によっ
て検出される被加工物21の送り量を利用して、深穴加
工工具13をこの誘導軸線79に沿って誘導することに
よって、従来は不可能であった湾曲した深穴の加工も可
能となる。また、深穴加工工具13が回転しても、装置
本体37の姿勢を検出する機構は影響を受けないように
構成されているので、高精度の深穴加工が可能となる。
As described above, by guiding the deep hole machining tool 13, the unevenness of the material of the workpiece 21, the shape error of the prepared hole, the vibration at the time of machining, or the alignment error due to the bending of the boring bar 17. Influence is suppressed, and a more precise straight hole can be machined. Further, the guide axis 79 of the deep hole machining tool 13 is set in advance,
By guiding the deep hole drilling tool 13 along the guide axis 79 using the feed amount of the workpiece 21 detected by the feed amount detecting device 31 such as an encoder provided in It is also possible to process curved deep holes. Further, since the mechanism for detecting the attitude of the apparatus main body 37 is not affected even if the deep hole drilling tool 13 rotates, high-precision deep hole drilling can be performed.

【0047】図10は別な実施形態の本発明の深穴加工
工具13′を示す部分側断面図であり、図11は図10
の深穴加工工具13′の正面図である。図10の深穴加
工工具13′は、図2の深穴加工工具13と同様に、図
1に示されるような工作機械19のボーリングバー17
に取付けられて、深穴加工装置を構成する。図面におい
て、同じ参照番号は同様の部分を示している。
FIG. 10 is a partial side sectional view showing another embodiment of the deep hole machining tool 13 'of the present invention, and FIG.
It is a front view of the deep hole machining tool 13 '. The deep hole drilling tool 13 'of FIG. 10 is similar to the deep hole drilling tool 13 of FIG.
To form a deep hole drilling device. In the drawings, like reference numbers indicate similar parts.

【0048】図10を参照すると、深穴加工工具13′
は図2に示される深穴加工工具13と同様に、装置本体
37と、工具ヘッド39′と、発光手段41と、装置本
体37及び工具ヘッド39′の姿勢を検出するための姿
勢検出手段43と、装置本体37の姿勢を変更するため
の姿勢調節手段である圧電アクチュエータ45と、同圧
電アクチュエータ45の作動を制御する制御手段である
制御装置47とを具備する。図2の深穴加工工具13と
同様に、装置本体37は中心軸線49を有し、公転軸8
9を軸受53によって同中心軸線49を中心として回転
可能に保持している。好適には、装置本体37は円柱形
状である。軸受53としては円錐ころ軸受が好適であ
り、軸受53に軸方向に予圧をかけ装置本体37と軸受
53とのがたを完全になくすようにする。公転軸89の
先端部には工具ヘッド39′が設けられている。工具ヘ
ッド39′は公転軸89と一体に形成されてもよい。
Referring to FIG. 10, the deep hole machining tool 13 '
2, similarly to the deep hole machining tool 13 shown in FIG. 2, the apparatus main body 37, the tool head 39 ', the light emitting means 41, and the posture detecting means 43 for detecting the postures of the apparatus main body 37 and the tool head 39'. A piezoelectric actuator 45 serving as a posture adjusting means for changing the posture of the apparatus main body 37; and a control device 47 serving as control means for controlling the operation of the piezoelectric actuator 45. As with the deep hole drilling tool 13 of FIG.
9 is held by a bearing 53 so as to be rotatable about the same central axis 49. Preferably, the device main body 37 has a cylindrical shape. As the bearing 53, a tapered roller bearing is preferable, and a preload is applied to the bearing 53 in the axial direction so that the play between the device body 37 and the bearing 53 is completely eliminated. A tool head 39 ′ is provided at the tip of the revolution shaft 89. The tool head 39 ′ may be formed integrally with the revolution shaft 89.

【0049】工具ヘッド39′は、好適には、円形断面
を有する。工具ヘッド39′はさらに、装置本体37の
中心軸線49と平行に延びるが一致はしていない回転軸
線91を有し、この回転軸線91を中心として回転可能
な自転軸93と、同自転軸93を回転させるための回転
駆動手段95とを保持している。自転軸93は先端部に
工具97が接続されている。図11に示されるように、
工具ヘッド39′の外周には案内パッド61が設置され
切削力または研削力を支持しており、加工すべき被加工
物の穴壁に工具ヘッド39′が接触することなく、穴壁
を加工することができるようになっている。工具97は
例えばミリングカッタや研削工具などが使用可能であ
る。回転駆動手段95としてはモータ等の任意の回転駆
動装置が使用可能である。
The tool head 39 'preferably has a circular cross section. The tool head 39 ′ further has a rotation axis 91 extending parallel to, but not coincident with, the central axis 49 of the device body 37, a rotation axis 93 rotatable about this rotation axis 91, and a rotation axis 93. And a rotation driving means 95 for rotating. The tool 97 is connected to the tip of the rotation shaft 93. As shown in FIG.
Guide pads 61 are provided on the outer periphery of the tool head 39 ' to support a cutting force or a grinding force, and the hole wall is machined without the tool head 39' contacting the hole wall of the workpiece to be machined. You can do it. As the tool 97, for example, a milling cutter or a grinding tool can be used. As the rotation driving means 95, any rotation driving device such as a motor can be used.

【0050】工具ヘッド39′は、好適には、加工屑の
吸引のために工具97の近傍に吸引口57′を具備す
る。図2の深穴加工工具13と同様に、吸引口57′は
公転軸89の中心部に中心軸線49に沿って延びる内孔
59′及びその内孔59′に接続されるボーリングバー
17の内部の穴を介して図1に示されるような吸引装置
に接続される。図11に示されるように、好適には、図
2の深穴加工工具13と同様に、工具ヘッド39′の周
囲には、着脱可能な複数の案内パッド61が設けられ
る。
The tool head 39 'preferably has a suction port 57' in the vicinity of the tool 97 for suctioning the work debris. As in the case of the deep hole drilling tool 13 in FIG. 2, the suction port 57 'is formed at the center of the revolving shaft 89 inside the inner hole 59' extending along the central axis 49 and inside the boring bar 17 connected to the inner hole 59 '. 1 is connected to a suction device as shown in FIG. As shown in FIG. 11, preferably, a plurality of detachable guide pads 61 are provided around the tool head 39 ', similarly to the deep hole machining tool 13 of FIG.

【0051】ミリングカッタを工具として使用する場
合、一つの軸線を中心として回転する工具はその中心が
不動点となるために、中心における加工能力は極端に低
くなる。しかしながら、上記のように、公転軸89の回
転軸線である中心軸線49と異なる回転軸線91を有す
る自転軸93を備え、公転軸89によって回転させられ
る工具ヘッド39′に保持される自転軸93をさらに回
転させることで、自転軸93に接続される工具97の中
心は円運動を行うので、加工能力が向上する。したがっ
て、図10に示される深穴加工工具13′を使用すれ
ば、被加工物に下穴が加工されてない場合にも深穴加工
を行うことが可能となる。
When the milling cutter is used as a tool, the center of the tool rotating about one axis is a fixed point, so that the machining ability at the center is extremely low. However, as described above, the rotation shaft 93 having the rotation axis 91 different from the center axis 49 which is the rotation axis of the rotation shaft 89 is provided, and the rotation shaft 93 held by the tool head 39 ′ rotated by the rotation shaft 89 is provided. By further rotating, the center of the tool 97 connected to the rotation shaft 93 performs a circular motion, so that the machining ability is improved. Therefore, if the deep hole machining tool 13 'shown in FIG. 10 is used, deep hole machining can be performed even when a pilot hole is not machined in a workpiece.

【0052】一方、研削工具を工具97として使用する
場合、工具97は公転軸89による円運動を行いながら
被加工物の穴壁を研削することができるため、穴壁を円
周方向に全体的に研削することが可能となり、より高精
度の深穴の仕上げ加工が可能となる。図10に示される
深穴加工工具13′の装置本体37は、姿勢調節手段で
ある圧電アクチュエータ45をさらに具備する。圧電ア
クチュエータ45は図2に示される深穴加工工具13と
全く同様に設けられるので、ここでは詳しく説明しな
い。
On the other hand, when the grinding tool is used as the tool 97, the tool 97 can grind the hole wall of the workpiece while making a circular motion by the revolving shaft 89. It is possible to perform a highly accurate deep hole finishing process. The apparatus main body 37 of the deep hole machining tool 13 'shown in FIG. 10 further includes a piezoelectric actuator 45 which is a posture adjusting means. Since the piezoelectric actuator 45 is provided in exactly the same manner as the deep hole machining tool 13 shown in FIG. 2, it will not be described in detail here.

【0053】公転軸89の後端部には工作機械19のボ
ーリングバー17等の公転軸89を回転させるための回
転駆動手段15との接続手段75が具備される。この接
続手段75としては、図2の深穴加工工具13と同様
に、回転駆動手段15の回転を公転軸89に伝達する
が、ボーリングバー17の回転軸線25と垂直な方向に
も公転軸89(回転軸)が可動となるようなフレックス
カップリング等が使用される。
At the rear end of the revolving shaft 89, a connecting means 75 for rotating the revolving shaft 89 such as the boring bar 17 of the machine tool 19 is provided. The connection means 75 transmits the rotation of the rotation drive means 15 to the revolving shaft 89 similarly to the deep hole drilling tool 13 in FIG. 2, but also revolves the revolving shaft 89 in a direction perpendicular to the rotation axis 25 of the boring bar 17. A flex coupling or the like that makes the (rotation axis) movable is used.

【0054】図10に示される深穴加工工具13′は、
好適には、図2に示される深穴加工工具13と同様に、
装置本体37の重心の外周部に適数配設されるコイルば
ね73のような補助支持手段と、基準となる壁面、例え
ば案内ブッシュ35の案内穴の穴壁と装置本体37との
距離を検出するためのギャップセンサ77とを具備す
る。
The deep hole machining tool 13 'shown in FIG.
Preferably, like the deep hole machining tool 13 shown in FIG.
Auxiliary support means such as a coil spring 73 disposed at an appropriate number on the outer peripheral portion of the center of gravity of the apparatus main body 37, and a distance between the apparatus main body 37 and a reference wall surface, for example, a hole wall of a guide hole of the guide bush 35. And a gap sensor 77 for performing the operation.

【0055】深穴加工工具13′の装置本体37の姿勢
を検出するための機構は、図2に示される深穴加工工具
13と同様に、発光手段41と、同発光手段41と対向
して装置本体37の外部に設けられる姿勢検出手段43
と、姿勢検出手段43によって検出された装置本体37
及びそれに設けられた工具ヘッド39′の姿勢に応じ
て、姿勢調節手段である圧電アクチュエータ45の作動
を制御する制御装置47とから構成される。図2に示さ
れる深穴加工工具13と異なり、図10の深穴加工工具
13′においては、発光手段41が装置本体37の後端
の非回転部に設けられ、装置本体37の中心軸線49に
沿って後方へ光を射出する。装置本体37は図2の深穴
加工工具13と同様に回転することがないので、発光手
段41は装置本体37の中心軸線49上に設けられる必
要はない。
The mechanism for detecting the attitude of the apparatus main body 37 of the deep hole machining tool 13 'includes a light emitting means 41 and a light emitting means 41 facing the light emitting means 41, as in the case of the deep hole machining tool 13 shown in FIG. Attitude detecting means 43 provided outside device main body 37
And the device main body 37 detected by the posture detecting means 43
And a control device 47 for controlling the operation of the piezoelectric actuator 45, which is a posture adjusting means, according to the posture of the tool head 39 'provided on the head. Unlike the deep hole machining tool 13 shown in FIG. 2, in the deep hole machining tool 13 ′ of FIG. 10, the light emitting means 41 is provided at a non-rotating portion at the rear end of the device body 37, The light is emitted backward along. Since the device main body 37 does not rotate similarly to the deep hole machining tool 13 in FIG. 2, the light emitting means 41 does not need to be provided on the central axis 49 of the device main body 37.

【0056】発光手段41及び姿勢検出手段43の詳細
は、図2の深穴加工工具13と同じであり、ここでは詳
細には説明しない。以上のように構成された、発光手段
41、姿勢検出手段43、制御装置47、及び制御装置
によって作動を制御される圧電アクチュエータ45とに
よって、図10に示される深穴加工工具13′の装置本
体37及び工具ヘッド39′が、図2の深穴加工工具1
3の場合と同様にして、所定の誘導軸線に沿って誘導さ
れる。
The details of the light emitting means 41 and the attitude detecting means 43 are the same as those of the deep hole machining tool 13 shown in FIG. 2, and will not be described in detail here. The light emitting unit 41, the attitude detecting unit 43, the control device 47, and the piezoelectric actuator 45 whose operation is controlled by the control device, configured as described above, use the device body of the deep hole drilling tool 13 'shown in FIG. 37 and the tool head 39 'correspond to the deep hole machining tool 1 of FIG.
In the same manner as in the case of 3, the vehicle is guided along a predetermined guiding axis.

【0057】このように、深穴加工工具13′を誘導す
ることによって、被加工物の材料の不均一性やボーリン
グバーの撓みによるアライメントの誤差等の影響による
外乱を抑制し、より高精度の真直な深穴の加工が可能に
なる。さらに、送り台に設けられたエンコーダ等の送り
量検出装置31によって検出される被加工物の送り量を
利用して、予め定められた誘導軸線に沿って深穴加工工
具13′を誘導することによって、湾曲した深穴の加工
が可能となる。また、深穴加工工具13が回転しても、
装置本体37の姿勢を検出する機構は影響を受けないよ
うに構成されているので、高精度の深穴加工が可能とな
る。
As described above, by guiding the deep hole machining tool 13 ', disturbance due to the influence of non-uniformity of the material of the workpiece and the alignment error due to the bending of the boring bar is suppressed, and higher accuracy is achieved. Processing of straight deep holes becomes possible. Further, using the feed amount of the workpiece detected by the feed amount detecting device 31 such as an encoder provided on the feed base, to guide the deep hole machining tool 13 ′ along a predetermined guide axis. Thereby, a curved deep hole can be machined. Also, even if the deep hole machining tool 13 rotates,
Since the mechanism for detecting the attitude of the apparatus main body 37 is configured so as not to be affected, high-precision deep hole drilling can be performed.

【0058】図12は、別な実施形態の本発明の深穴加
工装置11′を示す部分側断面図であり、図13、図1
4、及び図15は、それぞれ、図12の深穴加工装置1
1′の線A−A及び線B−Bにおける矢視断面図、及び
正面図である。図12の深穴加工装置11′は、図2の
深穴加工工具13と類似しているが、装置本体37自体
が同装置本体37を送るための送り手段101をさらに
備えている。
FIG. 12 is a partial side sectional view showing another embodiment of the deep hole drilling apparatus 11 'of the present invention.
4 and FIG. 15 respectively show the deep hole drilling device 1 of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA and line BB of 1 ′, and a front view. 12 is similar to the deep hole drilling tool 13 of FIG. 2, but the apparatus main body 37 itself further includes a feeding means 101 for feeding the apparatus main body 37.

【0059】図12の深穴加工装置11′は、図2の深
穴加工工具13と同様に、装置本体37と、工具ヘッド
39と、発光手段41と、装置本体37及び工具ヘッド
39の姿勢を検出するための姿勢検出手段43と、装置
本体の姿勢を変更するための姿勢調節手段である圧電ア
クチュエータ45と、同圧電アクチュエータ45の作動
を制御する制御装置47とを具備し、さらに工具ヘッド
39を回転させるための回転駆動手段103と、装置本
体37を送るための送り手段101をさらに具備する。
発光手段41及び姿勢検出手段43の詳細は、図2の深
穴加工工具13と同じであり、ここでは詳細には説明し
ない。
The deep hole drilling device 11 'shown in FIG. 12 is similar to the deep hole drilling tool 13 shown in FIG. 2 in that the device body 37, the tool head 39, the light emitting means 41, and the positions of the device body 37 and the tool head 39 are provided. And a control unit 47 for controlling the operation of the piezoelectric actuator 45. The control unit 47 controls the operation of the piezoelectric actuator 45. The apparatus further includes a rotation driving unit 103 for rotating the unit 39 and a sending unit 101 for sending the apparatus body 37.
The details of the light emitting means 41 and the attitude detecting means 43 are the same as those of the deep hole drilling tool 13 in FIG. 2 and will not be described in detail here.

【0060】装置本体37は中心軸線49を有し、回転
軸51を軸受53によって同中心軸線49を中心として
回転可能に保持している。回転軸51の先端部には工具
ヘッド39が設けられている。工具ヘッド39は回転軸
51と一体に形成されてもよい。回転軸51の後端部は
装置本体37内部に設けられた回転駆動手段103に接
続されている。回転駆動手段103としては、モータ等
の任意の回転駆動装置を使用することができる。
The apparatus main body 37 has a center axis 49, and holds the rotating shaft 51 by a bearing 53 so as to be rotatable about the center axis 49. The tool head 39 is provided at the tip of the rotating shaft 51. The tool head 39 may be formed integrally with the rotating shaft 51. The rear end of the rotating shaft 51 is connected to a rotation driving means 103 provided inside the apparatus main body 37. As the rotation driving means 103, an arbitrary rotation driving device such as a motor can be used.

【0061】装置本体37の後部には、装置本体37の
一部分として、送り装置105からなる送り手段101
が設けられている。送り装置105は、図13に示され
るように、L字部材107と、伸縮してL字部材107
を図面上下方向に移動させる第一圧電アクチュエータ1
09と、伸縮してL字部材107を図面に垂直な方向
(すなわち、装置本体の中心軸線に沿った方向)に移動
させる第二圧電アクチュエータ111とを含む。このよ
うな送り装置105が、図13に示されるように、装置
本体37の後部の外周部に半径方向に対向して二つ設け
られる。装置本体37の後部の外周部には、さらに、案
内パッド113が設けられる。案内パッド113の代わ
りに、二つ以上の送り装置105が設けられてもよい。
このように構成される送り装置105の組が装置本体3
7の中心軸線49に沿って前後に二組設けられる(図1
2においては、後方の組は省略されて一点鎖線で示され
ている)。
At the rear of the apparatus main body 37, as a part of the apparatus main body 37, a feeding means 101 comprising a feeding device 105 is provided.
Is provided. As shown in FIG. 13, the feeding device 105 includes an L-shaped member 107 and an L-shaped member 107 which expands and contracts.
First piezoelectric actuator 1 for moving the vertical direction in the drawing
09 and a second piezoelectric actuator 111 that expands and contracts and moves the L-shaped member 107 in a direction perpendicular to the drawing (that is, a direction along the central axis of the apparatus main body). As shown in FIG. 13, two such feeding devices 105 are provided on the outer peripheral portion of the rear portion of the device main body 37 so as to face each other in the radial direction. A guide pad 113 is further provided on the outer peripheral portion of the rear portion of the device main body 37. Instead of the guide pad 113, two or more feeding devices 105 may be provided.
The set of the feeding device 105 configured as described above is
7 are provided before and after along the central axis 49 of FIG.
In FIG. 2, the rear pair is omitted and indicated by a dashed line).

【0062】送り手段101としては、車輪を使用した
ものなど任意の運動機構を使用することも可能である。
図14に示されるように、装置本体37の外周部には少
なくとも3つの圧電アクチュエータ45が設けられる。
好適には圧電アクチュエータ45が装置本体37の外周
部に設けられた窪み63に配置されるが、装置本体37
の外周上に設けられることも可能である。好適には、こ
れらの圧電アクチュエータ45が図14に示されるよう
に装置本体37の外周部に均等に配置される。さらに好
適には、圧電アクチュエータ45は、図12に示される
ように、装置本体37の外周部に中心軸線49に沿って
前後に二組設けられる。圧電アクチュエータ45の作動
は、前述された通りであり、ここでは説明しない。
As the feeding means 101, an arbitrary movement mechanism such as one using wheels can be used.
As shown in FIG. 14, at least three piezoelectric actuators 45 are provided on the outer peripheral portion of the device main body 37.
Preferably, the piezoelectric actuator 45 is disposed in a depression 63 provided on the outer peripheral portion of the device main body 37.
Can also be provided on the outer periphery of. Preferably, these piezoelectric actuators 45 are evenly arranged on the outer peripheral portion of the device main body 37 as shown in FIG. More preferably, as shown in FIG. 12, two sets of piezoelectric actuators 45 are provided on the outer peripheral portion of the device main body 37 along the central axis 49. The operation of the piezoelectric actuator 45 is as described above and will not be described here.

【0063】工具ヘッド39の構成は、図2の深穴加工
工具13と同様であり、ここでは詳細には説明しない。
工具ヘッド39は図15に示されるようにその周囲に複
数の案内パッド61を有し、好適には、切削屑の吸引の
ために切刃55の近傍に吸引口57を具備する。吸引口
57は、回転軸51及び装置本体37の後部の中心部に
中心軸線49に沿って延びる内孔115と、その内孔1
15に接続される吸引管117を介して図示されていな
い吸引装置に接続される。
The configuration of the tool head 39 is the same as that of the deep hole drilling tool 13 shown in FIG. 2 and will not be described in detail here.
The tool head 39 has a plurality of guide pads 61 around the tool head 39 as shown in FIG. 15, and preferably has a suction port 57 near the cutting blade 55 for sucking cutting chips. The suction port 57 has an inner hole 115 extending along the central axis 49 at the center of the rear part of the rotating shaft 51 and the apparatus main body 37.
15 is connected to a suction device (not shown) via a suction pipe 117 connected to the suction device.

【0064】装置本体37に設けられた回転駆動手段1
03への電気配線は、装置本体37の内孔115及びこ
の吸引管117の内部に設けられた別な配線用の管(図
示されていない)を利用して配設することができる。図
16は、図10に示される深穴加工工具13′の装置本
体37に、図12に示される深穴加工装置11′と同様
の送り装置105からなる送り手段101及び公転軸8
9を回転させる回転駆動手段103を設けた、深穴加工
装置11″の略側面図を示す。各詳細は、図10に示さ
れる深穴加工工具13′及び図12に示される深穴加工
装置11′と同様であるため、ここでは説明しない。
The rotation driving means 1 provided in the apparatus main body 37
The electrical wiring to 03 can be provided by using an inner hole 115 of the apparatus main body 37 and another wiring pipe (not shown) provided inside the suction pipe 117. FIG. 16 shows a main body 37 of the deep hole drilling tool 13 'shown in FIG. 10 in which a feed means 101 and a revolving shaft 8 which are the same as the deep hole drilling device 11' shown in FIG.
9 shows a schematic side view of a deep hole drilling device 11 ″ provided with a rotation drive means 103 for rotating 9. Details of the deep hole drilling tool 13 ′ shown in FIG. 10 and the deep hole drilling device shown in FIG. Since it is the same as 11 ', it will not be described here.

【0065】図17は、図12及び図16の深穴加工装
置11′及び11″で使用される送り手段101の作動
を説明する図である。図17において、深穴加工装置は
図の右方向に進行するものとし、深穴加工装置の右側を
前方、左側を後方とする。図17(a)においては、図
13に詳細に示される第一圧電アクチュエータ109が
伸張することによって、送り装置105のL字部材10
7が深穴加工装置11′及び11″の周囲の穴壁に当接
している。次に、図17(b)に示されるように、後方
の組のL字部材107が第一圧電アクチュエータ109
によって収縮する。次に、前方の組のL字部材107が
第二圧電アクチュエータ111によって装置本体37の
中心軸線49に沿って後方へ押され、図17(c)に示
されるように深穴加工装置全体を前方へ送り出す。深穴
加工装置全体が送り出されると、後方の組のL字部材1
07が第一アクチュエータ109によって再び周囲の穴
壁に当接し(図17(d))、深穴加工装置全体を固定
し、第一圧電アクチュエータ109及び第二圧電アクチ
ュエータ111を収縮させて、前方の組のL字部材10
7が図17(e)の状態になり、再び図17(a)の状
態へと移行していく。こうして、深穴加工装置11′及
び11″の装置本体37及び工具ヘッド39、39′が
装置本体37の中心軸線49に沿って固定された被加工
物に向かって送られる。なお送り手段101と装置本体
37との接続は、送り手段101の振動が伝わらず、送
り力成分のみが装置本体37に伝達され、かつ工具によ
る切削抵抗に打ち勝つトルクを伝達可能な歯付きクラッ
チのようなカップリング手段が用いられる。
FIG. 17 is a view for explaining the operation of the feeding means 101 used in the deep hole drilling devices 11 'and 11 "shown in FIGS. 12 and 16. In FIG. 17A, the right side of the deep hole drilling device is defined as a front side, and the left side is defined as a rear side. 105 L-shaped member 10
7 is in contact with the hole wall around the deep hole drilling devices 11 'and 11 ". Next, as shown in FIG.
To shrink. Next, the front set of L-shaped members 107 is pushed rearward by the second piezoelectric actuator 111 along the central axis 49 of the apparatus main body 37, and as shown in FIG. Send to When the entire deep hole drilling device is sent out, the L-shaped member 1
07 again comes into contact with the surrounding hole wall by the first actuator 109 (FIG. 17 (d)), fixing the entire deep hole processing apparatus, contracting the first piezoelectric actuator 109 and the second piezoelectric actuator 111, and Set of L-shaped members 10
7 is in the state of FIG. 17 (e), and shifts to the state of FIG. 17 (a) again. In this way, the device body 37 and the tool heads 39, 39 'of the deep hole drilling devices 11' and 11 "are fed toward the workpiece to be fixed along the central axis 49 of the device body 37. The feeding means 101 and The connection with the apparatus main body 37 is made by coupling means such as a toothed clutch capable of transmitting the torque that overcomes the cutting resistance of the tool while transmitting only the feed force component to the apparatus main body 37 without transmitting the vibration of the feed means 101. Is used.

【0066】以上のように、深穴加工装置11′又は1
1″の装置本体37内部に工具ヘッド39又は39′を
回転するための回転駆動手段103と装置本体37を送
るための送り手段101とを具備することによって、装
置本体37の外部から回転力を加えたり、被加工物を工
具ヘッド39又は39′に向かって送る必要がなくな
り、ボーリングバー及び送り台は不要となる。したがっ
て、ボーリングバーによる加工深さの物理的制限がなく
なる。すなわち、無制限の深さの深穴加工が可能とな
る。さらに、ボーリングバーがないため、装置本体の送
り量を検出する送り量検出手段を装置本体の任意の場所
に設け、予め定められた誘導軸線に沿って深穴加工装置
11′及び11″を誘導することによって、より自由に
湾曲した深穴を加工することが可能となる。また、ボー
リングバー及び送り台が不要であるため、携帯が可能と
なる。この深穴加工装置11′又は11″はいわば深穴
加工ロボットである。
As described above, the deep hole drilling device 11 'or 1
By providing a rotation driving means 103 for rotating the tool head 39 or 39 'and a feeding means 101 for feeding the apparatus main body 37 inside the 1 "apparatus main body 37, a rotational force is applied from the outside of the apparatus main body 37. In addition, there is no need to add or send the workpiece toward the tool head 39 or 39 ', so that a boring bar and a feed bar are not required, so that there is no physical limitation of the working depth by the boring bar, i.e. unlimited. Further, since there is no boring bar, a feed amount detecting means for detecting a feed amount of the apparatus main body is provided at an arbitrary position of the apparatus main body, and is provided along a predetermined guide axis. By guiding the deep hole drilling devices 11 'and 11 ", it becomes possible to drill a curved deep hole more freely. In addition, since a boring bar and a feed stand are not required, the portable device can be carried. This deep hole drilling device 11 'or 11 "is a so-called deep hole drilling robot.

【0067】図18は、図12の深穴加工装置11′と
類似である、深穴の形状精度(穴径、真直度、真円度、
表面粗さ等)を測定するための深穴測定装置119の一
つの実施形態を示す部分側断面図である。図19、図2
0は、それぞれ、図18の深穴測定装置119の線A−
A及び線B−Bにおける矢視断面図である。図18の深
穴測定装置119は、図12の深穴加工装置11′と同
様に、装置本体37と、図12の工具ヘッド39に相当
する測定ヘッド121と、発光手段41と、装置本体3
7及び測定ヘッド121の姿勢を検出するための姿勢検
出手段43と、装置本体37の姿勢を変更するための姿
勢調節手段である圧電アクチュエータ45と、同圧電ア
クチュエータの作動を制御する制御装置47と、測定ヘ
ッド121を回転させるための回転駆動手段103と、
装置本体37を送るための送り手段101を具備する。
FIG. 18 is a view similar to the deep hole drilling apparatus 11 'of FIG. 12, showing the shape accuracy of the deep hole (hole diameter, straightness, roundness,
FIG. 4 is a partial side sectional view showing one embodiment of a deep hole measuring device 119 for measuring surface roughness or the like. FIG. 19, FIG.
0 is a line A- of the deep hole measuring device 119 in FIG.
It is arrow sectional drawing in A and the line BB. The deep hole measuring device 119 shown in FIG. 18 includes an apparatus body 37, a measuring head 121 corresponding to the tool head 39 shown in FIG.
7, a posture detecting means 43 for detecting the posture of the measuring head 121, a piezoelectric actuator 45 as a posture adjusting means for changing the posture of the apparatus main body 37, and a control device 47 for controlling the operation of the piezoelectric actuator. A rotation driving unit 103 for rotating the measuring head 121,
A feeding unit 101 for feeding the apparatus main body 37 is provided.

【0068】装置本体37は中心軸線49を有し、回転
軸51を軸受53によって同中心軸線49を中心として
回転可能に保持している。回転軸51の先端部には測定
ヘッド121が設けられている。測定ヘッド121は回
転軸51と一体に形成されてもよい。回転軸51の後端
部は装置本体37内部に設けられた回転駆動手段103
に接続されている。回転駆動手段103としては、ステ
ップモータが好適であるが、他の種類のモータ等の任意
の回転駆動装置を使用することができる。
The apparatus main body 37 has a center axis 49, and holds the rotating shaft 51 by a bearing 53 so as to be rotatable about the center axis 49. A measuring head 121 is provided at the tip of the rotating shaft 51. The measuring head 121 may be formed integrally with the rotating shaft 51. The rear end of the rotation shaft 51 is provided with a rotation driving means
It is connected to the. As the rotation driving means 103, a stepping motor is suitable, but any type of rotation driving device such as another type of motor can be used.

【0069】装置本体37の後部には、装置本体37の
一部分として、送り装置105からなる送り手段101
が設けられている。送り装置105は、図12に示され
るものと同じものであり、ここでは詳細には説明しな
い。このような送り装置105が、装置本体37後部の
外周部に半径方向に対向して二つ設けられる。装置本体
37後部の外周部には、さらに、図19に示されるよう
に案内パッド113が設けられる。案内パッド113の
代わりに、二つ以上の送り装置105が設けられてもよ
い。このように構成される送り装置105の組が装置本
体37の中心軸線49に沿って前後に二組設けられる
(図18参照)。
At the rear of the apparatus main body 37, as a part of the apparatus main body 37, a feeding means 101 comprising a feeding device 105 is provided.
Is provided. The feed device 105 is the same as that shown in FIG. 12, and will not be described in detail here. Two such feeding devices 105 are provided on the outer peripheral portion of the rear portion of the device main body 37 so as to oppose each other in the radial direction. A guide pad 113 is further provided on the outer peripheral portion of the rear portion of the device main body 37 as shown in FIG. Instead of the guide pad 113, two or more feeding devices 105 may be provided. Two sets of the feeder 105 configured as described above are provided before and after along the central axis 49 of the apparatus main body 37 (see FIG. 18).

【0070】送り手段101としては、車輪を使用した
ものなど任意の運動機構を使用することが可能である。
図20に示されるように、装置本体37の外周部には少
なくとも3つの圧電アクチュエータ45が設けられる。
好適には圧電アクチュエータ45が装置本体の外周部に
設けられた窪み63に配置されるが、装置本体37の外
周上に設けられることも可能である。好適には、これら
の圧電アクチュエータ45が図20に示されるように装
置本体37の外周部に均等に配置される。さらに好適に
は、圧電アクチュエータ45は、図18に示されるよう
に、装置本体37の外周部に中心軸線49に沿って前後
に二組設けられる。圧電アクチュエータ45の作動は、
前述された通りであり、ここでは説明しない。
As the feeding means 101, an arbitrary motion mechanism such as one using wheels can be used.
As shown in FIG. 20, at least three piezoelectric actuators 45 are provided on the outer peripheral portion of the device main body 37.
Preferably, the piezoelectric actuator 45 is disposed in the depression 63 provided on the outer peripheral portion of the device main body, but it is also possible to provide the piezoelectric actuator 45 on the outer peripheral of the device main body 37. Preferably, these piezoelectric actuators 45 are evenly arranged on the outer peripheral portion of the device main body 37 as shown in FIG. More preferably, as shown in FIG. 18, two sets of piezoelectric actuators 45 are provided on the outer peripheral portion of the apparatus main body 37 along the central axis 49 in the front and rear directions. The operation of the piezoelectric actuator 45 is as follows.
As described above, it will not be described here.

【0071】測定ヘッド121は好適には円形断面を有
し、深穴測定装置119の周囲を囲む被測定物の穴壁1
23までの半径方向距離を測定するための半径方向距離
検出手段125を具備する。半径方向距離検出手段12
5は好適には装置本体37の中心軸線49から周囲の穴
壁123までの距離を測定することができるように配置
される。半径方向距離検出手段125としては、レーザ
式距離測定装置又は磁気式距離測定装置、静電容量式距
離測定装置のようなものが使用される。測定信号は、無
線で送受信しても良いし、可撓式のケーブルで取り出し
ても良い。被測定物の内壁の状態を観察するために、測
定ヘッド121には内視鏡127が設けられてもよい。
The measuring head 121 preferably has a circular cross-section, and surrounds the periphery of the deep hole measuring device 119.
A radial distance detecting means 125 for measuring a radial distance up to 23; Radial distance detecting means 12
5 is preferably arranged such that the distance from the central axis 49 of the device body 37 to the surrounding hole wall 123 can be measured. As the radial distance detecting means 125, a laser distance measuring device, a magnetic distance measuring device, or a capacitance distance measuring device is used. The measurement signal may be transmitted and received wirelessly, or may be extracted through a flexible cable. In order to observe the state of the inner wall of the device under test, the measuring head 121 may be provided with an endoscope 127.

【0072】発光手段41は装置本体37の中心軸線4
9上で測定ヘッド121の先端面に設けられている。こ
のように発光手段41を回転軸線となる中心軸線49上
に設けることで測定ヘッド121が回転することによる
光軸のぶれがなくなる。姿勢検出手段43は、発光手段
41から射出された光を受光できるように、この発光手
段41と対向して装置本体37の外部に設けられる。
The light emitting means 41 is connected to the central axis 4 of the apparatus main body 37.
9 is provided on the distal end surface of the measuring head 121. By providing the light emitting means 41 on the central axis 49 serving as the rotation axis, the optical axis does not shift due to the rotation of the measuring head 121. The attitude detecting means 43 is provided outside the device main body 37 so as to face the light emitting means 41 so as to receive the light emitted from the light emitting means 41.

【0073】以上のように深穴測定装置に装置本体を移
動させるための送り手段を設けることにより、アームに
よって測定装置を送る場合のようにアームの長さといっ
た物理的な制限がなくなり、無限の深さを有する深穴の
形状精度の測定が可能となる。いわば深穴測定ロボット
を得ることができる。図21に示されるように、装置本
体37に回転軸51を回転する回転駆動手段103及び
送る手段101を持たない深穴測定装置119′も可能
である。この場合には、外部装置、例えば、工作機械の
主軸と深穴測定装置119′の後端部に設けられた接続
手段75を介して接続することによって、深穴測定装置
119′の測定ヘッド121に回転を与える。その他の
構成については、図18の深穴測定装置と同様である。
As described above, the provision of the feeding means for moving the apparatus main body to the deep hole measuring apparatus eliminates the physical limitation such as the length of the arm as in the case where the measuring apparatus is sent by the arm, and is infinite. It becomes possible to measure the shape accuracy of a deep hole having a depth. A so-called deep hole measuring robot can be obtained. As shown in FIG. 21, a deep hole measuring device 119 ′ which does not have the rotation driving means 103 for rotating the rotating shaft 51 and the feeding means 101 in the apparatus main body 37 is also possible. In this case, the measuring head 121 of the deep hole measuring device 119 'is connected to an external device, for example, the main shaft of the machine tool via the connecting means 75 provided at the rear end of the deep hole measuring device 119'. Give rotation. Other configurations are the same as those of the deep hole measuring device of FIG.

【0074】深穴測定装置119及び119″は、以上
の構成を持つことによって、発光手段41と姿勢検出手
段43とによって装置本体37の姿勢を検出し、姿勢調
節手段である圧電アクチュエータ45の作動を制御装置
47で制御することによって、装置本体37を真直に誘
導し、誘導軸線から穴壁までの距離を測定し、送り量検
出手段によって検出された送り量との関係で穴形状精度
を測定する。
The deep hole measuring devices 119 and 119 ″ have the above-described configuration, so that the light emitting means 41 and the attitude detecting means 43 detect the attitude of the apparatus main body 37 and operate the piezoelectric actuator 45 as the attitude adjusting means. Is controlled by the control device 47 to guide the device body 37 straight, measure the distance from the guide axis to the hole wall, and measure the hole shape accuracy in relation to the feed amount detected by the feed amount detecting means. I do.

【0075】深穴加工ロボットや深穴測定ロボットは、
ユニット自体に加工機能、送り機能、測定機能を有した
自立装置であり、放射能環境下や宇宙での深穴加工、深
穴測定あるいは工作機械に取り付けられない大物被加工
物の深穴加工、深穴測定に偉力を発揮する。また、本実
施形態では、深穴加工工具や深穴測定装置の本体側に発
光手段41を設ける実施例を示したが、外部に発光手段
を設け、深穴加工工具または深穴測定装置本体側にミラ
ーとコーナキューブプリズムを設け、外部から照射した
光線を変位検出成分と傾き検出成分とに分離して外部に
反射し、外部に設けた姿勢検出手段43で検出する構成
にしてもよい。
The deep hole machining robot and the deep hole measurement robot
The unit itself is a self-supporting device that has a machining function, a feed function, and a measurement function, and performs deep hole processing in a radioactive environment or space, deep hole measurement, or deep hole processing of large workpieces that cannot be attached to machine tools. Useful for deep hole measurement. Further, in the present embodiment, the example in which the light emitting means 41 is provided on the main body side of the deep hole drilling tool or the deep hole measuring device has been described. May be provided with a mirror and a corner cube prism, and a light beam emitted from the outside may be separated into a displacement detection component and a tilt detection component, reflected to the outside, and detected by the attitude detection means 43 provided outside.

【0076】[0076]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の深穴加工
装置によれば、姿勢を検出するための機構を具備するこ
とによって、深穴加工工具の姿勢を検出し、その検出結
果に応じて姿勢を変更し、深穴加工工具を誘導軸線に沿
って誘導するため、被加工物の材料の不均一性、下穴の
形状誤差、加工時の振動、又はボーリングバーの撓みに
よるアライメント誤差による影響を抑制し、より精度の
高い真直な深穴の加工が可能となる。
As described above, according to the deep hole drilling apparatus of the present invention, by providing a mechanism for detecting the attitude, the attitude of the deep hole drilling tool is detected, and according to the detection result, To guide the deep hole drilling tool along the guide axis, due to unevenness of the material of the workpiece, shape error of the prepared hole, vibration during processing, or alignment error due to bending of the boring bar. Influence is suppressed, and a more precise straight hole can be machined.

【0077】さらに、予め深穴加工工具の誘導軸線を設
定し、深穴加工工具をこの誘導軸線に沿って誘導するこ
とによって、従来は不可能であった湾曲した深穴の加工
も可能となる。同様に、本発明の深穴測定装置によれ
ば、姿勢を検出するための機構を具備することによっ
て、装置本体の姿勢を検出し、その検出結果に応じて姿
勢を変更し、深穴測定装置を誘導軸線に沿って誘導する
ため、より精度の高い深穴の測定が可能となる。
Furthermore, by setting the guide axis of the deep hole machining tool in advance and guiding the deep hole machining tool along this guide axis, it becomes possible to machine a curved deep hole which has been impossible in the past. . Similarly, according to the deep hole measuring device of the present invention, by providing a mechanism for detecting the posture, the posture of the device main body is detected, and the posture is changed according to the detection result. Is guided along the guide axis, so that a deep hole can be measured with higher accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の深穴加工工具を使用した深穴加工装置
の構成を示す略全体図である。
FIG. 1 is a schematic overall view showing the configuration of a deep hole drilling device using the deep hole drilling tool of the present invention.

【図2】本発明の深穴加工工具の詳細を示す部分側断面
図である。
FIG. 2 is a partial side sectional view showing details of a deep hole machining tool according to the present invention.

【図3】図2の深穴加工工具の正面図である。FIG. 3 is a front view of the deep hole machining tool of FIG. 2;

【図4】図2の線A−Aにおける矢視断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;

【図5】圧電アクチュエータの一つの実施形態におけ
る、初期の収縮した状態を示す概略側面図である。
FIG. 5 is a schematic side view showing an initial contracted state of one embodiment of the piezoelectric actuator.

【図6】圧電アクチュエータの一つの実施形態におけ
る、作動して半径方向に伸張した状態を示す概略側面図
である。
FIG. 6 is a schematic side view of one embodiment of a piezoelectric actuator, showing an actuated radial extension.

【図7】装置本体の姿勢を検出するための機構の詳細図
である。
FIG. 7 is a detailed view of a mechanism for detecting a posture of the apparatus main body.

【図8】本発明の装置本体の姿勢を検出する方法の原理
図である。
FIG. 8 is a principle diagram of a method for detecting the attitude of the apparatus main body according to the present invention.

【図9】本発明の姿勢制御系を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a posture control system according to the present invention.

【図10】別な実施形態の本発明の深穴加工工具の部分
側断面図である。
FIG. 10 is a partial sectional side view of a deep hole machining tool according to another embodiment of the present invention.

【図11】図10の深穴加工工具の正面図である。FIG. 11 is a front view of the deep hole machining tool of FIG. 10;

【図12】別な実施形態の本発明の深穴加工装置の部分
側断面図である。
FIG. 12 is a partial side sectional view of a deep hole drilling apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図13】図12の深穴加工装置の線A−Aにおける矢
視断面図である。
FIG. 13 is a sectional view taken along line AA of the deep hole drilling device of FIG. 12;

【図14】図12の深穴加工装置の線B−Bにおける矢
視断面図である。
14 is a sectional view of the deep hole drilling device of FIG. 12 taken along line BB.

【図15】図12の深穴加工装置の正面図である。FIG. 15 is a front view of the deep hole drilling device of FIG. 12;

【図16】図10に示される深穴加工工具の装置本体
に、図12に示される深穴加工装置と同様の送り手段及
び回転駆動手段を設けた、深穴加工装置の略側面図であ
る。
FIG. 16 is a schematic side view of a deep hole drilling machine in which the same main body as the deep hole drilling machine shown in FIG. .

【図17】送り手段の作動を示す概略図である。FIG. 17 is a schematic view showing the operation of the feeding means.

【図18】深穴の形状精度を測定するための深穴測定装
置の一つの実施形態を示す部分側断面図である。
FIG. 18 is a partial side sectional view showing one embodiment of a deep hole measuring device for measuring the shape accuracy of a deep hole.

【図19】図18の深穴測定装置の線A−Aにおける矢
視断面図である。
19 is a sectional view taken along line AA of the deep hole measuring device of FIG. 18;

【図20】図18の深穴測定装置の線B−Bにおける矢
視断面図である。
20 is a sectional view taken along line BB of the deep hole measuring device of FIG. 18;

【図21】別な実施形態の深穴測定装置の略側面図であ
る。
FIG. 21 is a schematic side view of a deep hole measuring device according to another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…深穴加工装置 13…深穴加工工具 15…回転駆動手段 17…ボーリングバー 19…工作機械 37…装置本体 41…発光手段 43…姿勢検出手段 47…制御装置 49…中心軸線 51…回転軸 119…深穴測定装置 121…測定ヘッド 125…半径方向距離検出手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Deep hole processing apparatus 13 ... Deep hole processing tool 15 ... Rotation drive means 17 ... Boring bar 19 ... Machine tool 37 ... Device main body 41 ... Light emitting means 43 ... Position detection means 47 ... Control device 49 ... Center axis 51 ... Rotation axis 119 deep hole measuring device 121 measuring head 125 radial distance detecting means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23Q 17/00 - 23/00 G05B 11/00,11/27 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B23Q 17/00-23/00 G05B 11/00, 11/27

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 中心軸線と、該中心軸線を中心として回
転可能であり、先端部に工具を具備する回転軸とを有す
る装置本体と、 前記中心軸線に沿って光を射出する発光手段と、 前記発光手段と対向して前記装置本体の外部に設けら
れ、前記発光手段から射出された光を受光して前記装置
本体の姿勢を検出する姿勢検出手段と、 前記装置本体の外周部に配設され、前記装置本体の周囲
の壁面との間で伸縮し、前記装置本体の姿勢を変更する
少なくとも3つの姿勢調節手段と、 前記姿勢検出手段によって検出された前記装置本体の姿
勢に応じて、前記姿勢調節手段の作動を制御する制御手
段と、 を具備することを特徴とした深穴加工装置。
1. An apparatus main body having a central axis, a rotation axis rotatable about the central axis, and a tool provided at a tip end, a light emitting unit for emitting light along the central axis, An attitude detecting means provided outside the apparatus main body facing the light emitting means and receiving light emitted from the light emitting means to detect an attitude of the apparatus main body; and provided on an outer peripheral portion of the apparatus main body. And at least three attitude adjusting means that expands and contracts with a peripheral wall of the apparatus main body to change the attitude of the apparatus main body; and, in accordance with the attitude of the apparatus main body detected by the attitude detecting means, Control means for controlling the operation of the attitude adjusting means;
【請求項2】 中心軸線と、該中心軸線を中心として回
転可能であり、先端部に工具を具備する回転軸とを有す
る装置本体と、 前記回転軸を回転させる回転駆動手段と、 前記中心軸線に沿って光を射出する発光手段と、 前記発光手段と対向して前記装置本体の外部に設けら
れ、前記発光手段から射出された光を受光して前記装置
本体の姿勢を検出する姿勢検出手段と、 前記装置本体の外周部に配設され、前記装置本体の周囲
の壁面との間で伸縮し、前記装置本体の姿勢を変更する
少なくとも3つの姿勢調節手段と、 前記姿勢検出手段によって検出された前記装置本体の姿
勢に応じて、前記姿勢調節手段の作動を制御する制御手
段と、 被加工物と前記装置本体との間で相対送りを与える送り
手段と、 を具備することを特徴とした深穴加工装置。
2. An apparatus main body having a central axis, a rotating shaft rotatable about the central axis, and a tool provided at a tip portion, a rotation driving unit for rotating the rotating shaft, and the central axis. A light emitting unit that emits light along the light emitting unit; and a posture detecting unit that is provided outside the device main body so as to face the light emitting unit and that receives light emitted from the light emitting unit and detects a posture of the device main body. And at least three attitude adjusting means disposed on an outer peripheral portion of the apparatus main body and extending and contracting with a peripheral wall of the apparatus main body to change the attitude of the apparatus main body; Control means for controlling the operation of the attitude adjusting means in accordance with the attitude of the apparatus main body, and feed means for providing relative feed between the workpiece and the apparatus main body. Deep hole processing equipment .
【請求項3】 前記回転軸は先端部に工具ヘッドを具備
し、該工具ヘッドは前記中心軸線と平行に延びる回転軸
線と、該回転軸線を中心として回転し、先端部に前記工
具を具備する第二回転軸と、前記第二回転軸を回転させ
る第二回転駆動手段とをさらに具備する請求項1又は請
求項2に記載の深穴加工装置。
3. The rotating shaft includes a tool head at a distal end thereof, the tool head rotating around the rotating axis extending parallel to the central axis, and including the tool at a distal end. The deep hole drilling device according to claim 1, further comprising a second rotation shaft, and a second rotation driving unit that rotates the second rotation shaft.
【請求項4】 前記工具はミリングカッタである請求項
3に記載の深穴加工装置。
4. The apparatus according to claim 3, wherein the tool is a milling cutter.
【請求項5】 前記工具は研削工具である請求項3に記
載の深穴加工装置。
5. The apparatus according to claim 3, wherein the tool is a grinding tool.
【請求項6】 前記回転駆動手段は前記装置本体に設け
られ、前記送り手段は前記装置本体の後部に設けられ、
前記送り手段は前記装置本体を前記中心軸線方向に沿っ
て送る請求項2又は請求項3に記載の深穴加工装置。
6. The apparatus according to claim 1, wherein the rotation driving means is provided on the apparatus main body, and the feeding means is provided on a rear portion of the apparatus main body.
4. The deep hole drilling device according to claim 2, wherein the feed unit feeds the device main body along the center axis direction. 5.
【請求項7】 前記発光手段は、前記装置本体の後部に
設けられ、後方に向けて光を射出し、前記姿勢検出手段
は、前記後方に向けて射出された光を受光して前記装置
本体の姿勢を検出する請求項1から請求項6のいずれか
一項に記載の深穴加工装置。
7. The light emitting means is provided at a rear portion of the apparatus main body.
The light is emitted backward, and the posture detecting means is provided.
Receives the light emitted backward and receives the light
7. The method according to claim 1, wherein the posture of the main body is detected.
The deep hole drilling device according to claim 1.
【請求項8】 前記発光手段は、前記送り手段の後部に
設けられ、後方に向けて光を射出し、前記姿勢検出手段
は、前記後方に向けて射出された光を受光して前記装置
本体の姿勢を検出する請求項2から請求項6のいずれか
一項に記載の深穴加工装置。
8. The light emitting means is provided at a rear portion of the feed means.
The light is emitted backward, and the posture detecting means is provided.
Receives the light emitted backward and receives the light
7. The method according to claim 2, wherein the posture of the main body is detected.
The deep hole drilling device according to claim 1.
【請求項9】 中心軸線と、該中心軸線を中心として回
転可能な回転軸とを有する装置本体と、 前記回転軸を回転させる回転駆動手段と、 前記回転軸の先端部に設けられ、前記回転軸から被測定
物の穴壁までの半径方向距離を測定する半径方向距離検
出手段と、 前記中心軸線に沿って光を射出する発光手段と、 前記発光手段と対向して前記装置本体の外部に設けら
れ、前記発光手段から射出された光を受光して前記装置
本体の姿勢を検出する姿勢検出手段と、 前記装置本体の外周部に配設され、前記装置本体の周囲
の壁面との間で伸縮し、前記装置本体の姿勢を変更する
少なくとも3つの姿勢調節手段と、 前記姿勢検出手段によって検出された前記装置本体の姿
勢に応じて、前記姿勢調節手段の作動を制御する制御手
段と、 被測定物と前記装置本体との間で相対送りを与える送り
手段と、 を具備することを特徴とした深穴測定装置。
9. A center axis and a rotation about the center axis.
A device main body having a rotatable rotation shaft, a rotation driving unit for rotating the rotation shaft, and a measurement device provided at a tip end of the rotation shaft and measuring from the rotation shaft.
Radial distance detection that measures the radial distance of an object to the hole wall
Detecting means and a light emitting means for emitting light along said central axis, said light emitting means opposed to al provided outside of the device body
Receiving the light emitted from the light emitting means,
Posture detecting means for detecting the posture of the main body; and
Expands and contracts with the wall of the device to change the posture of the device body
At least three attitude adjusting means, and an image of the apparatus body detected by the attitude detecting means
A control means for controlling the operation of the attitude adjusting means according to the force
A step and a feed for giving a relative feed between the device to be measured and the apparatus body
Means for measuring a deep hole.
【請求項10】 前記回転駆動手段は前記装置本体の内
部に設けられ、前記送り手段は前記装置本体の後部に設
けられ、前記送り手段は前記装置本体を前記中心軸線に
沿って送る請求項9に記載の深穴測定装置。
10. The apparatus according to claim 1, wherein said rotation driving means is provided inside said apparatus main body.
And the feeding means is provided at a rear portion of the apparatus main body.
And the feeding means moves the device body to the center axis.
The deep hole measuring device according to claim 9, which is sent along.
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