JP3668712B2

JP3668712B2 - Measuring and processing equipment

Info

Publication number: JP3668712B2
Application number: JP2001359378A
Authority: JP
Inventors: 俊昭上田; 晃士榎野
Original assignee: 東京貿易テクノシステム株式会社
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2021-11-26
Also published as: JP2003161614A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定盤上に固定する等した被加工物に対して測定や加工を行う測定並びに加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、定盤上に載置した被加工物や定盤に隣接する床面に置かれた被加工物等に対して三次元のアプローチを行い、加工や寸法取り計測を行う測定並びに加工装置（以下、加工装置と呼ぶ）がある。加工装置は被加工物を加工する加工部と、加工部を載置する定盤に設置されるガイドレールとで構成され、加工部は被加工物の周囲でガイドレールに沿って移動する。加工部は定盤面に設けたガイドレールの方向をＸ軸とし、そのガイドレールに沿って移動可能なベースと、ベース上に起立させたコラムに沿って定盤面と垂直なＺ軸の方向に移動可能なヘッドと、ヘッドに支持されて、Ｘ軸およびＺ軸の両方に垂直なＹ軸の方向に移動可能なアームとを有する。アームの先端には、用途に応じて加工具や被加工物の形状等を測定するセンサなどが装着される。
【０００３】
図５を用いて従来の加工装置を説明する。図は加工装置の斜視図である。ここでは定盤５１上に固定した図示しない被加工物に対して、アーム５６の先端に取り付けた加工具５９を四方からアプローチさせて三次元の加工を実行する。ガイドレール５２に沿ってベース５３を移動させることによりＸ軸方向、コラム５４に沿ってヘッド５５を移動させることによりＺ軸方向、ヘッド５５からアーム５６を送り出すことによってＹ軸方向の加工が可能である。
【０００４】
被加工物を固定する定盤５１の表面には直行する２方向の基準溝５１Ａ、５１Ｂが設けられている。定盤５１の裏面側には図示しないリブ構造が形成され、被加工物等の重量を支持しても、たわみ量を制御した高い剛性が確保される。Ｘ軸方向の基準溝５１Ｂと平行に、ガイドレール５２が両端に取り付けられたガイドブロック５２Ａ、図示しないガイドブロック５２Ｂによって定盤５１に固定してある。またガイドレール５２は基準溝５１Ａ、５１Ｂに沿って任意の位置に取り付け可能である。操作者がベース５３に備えられたベース送りノブ５７Ａを回転させると、ベース５３は基準溝５１Ｂに沿ってＸ軸方向に移動する。また、ベース５３に固定した図示しない読取りヘッドでガイドレール５２に備えられたスケールを読み取ることによって、Ｘ軸方向の移動量を測定することができる。
【０００５】
ベース５３は裏面に図示しないローラ車輪を設けており、わずかな力でも定盤５１上を基準溝５１Ｂの方向に移動できる。なおガイドレール５２をＹ軸方向の基準溝５１Ａに付け替え、ベース５３を９０度回転させてローラ車輪の進行方向を基準溝５１Ａの方向に一致させれば、ベース５３をＹ軸方向に移動できる。このような操作を繰り返すことにより、ベース５３は定盤５１の中央付近に載置された被加工物を囲む４方向を周回することができる。
【０００６】
ベース５３上に直立するコラム５４が、ヘッド５５をＺ軸（垂直）方向に移動可能に支持する。ヘッド５５はコラム５４内に吊り下げた重りに一端を結びつけたワイヤ５８Ａによって、滑車５８を経由してヘッド５５の自重を相殺する形式で吊り下げられる。これにより操作者がヘッド送りノブ５７Ｃを回転させると、ヘッド５５はコラム５４に沿ってＺ軸方向へ軽い力で移動する。また、コラム５４に備えられた図示しないスケールを、ヘッド５５に取り付けた図示しない読取りヘッドで読み取ることによって、Ｚ軸方向の移動量を測定することができる。
【０００７】
ヘッド５５に水平移動可能に支持されたアーム５６の先端に、加工具５９が取り付けられている。操作者がアーム送りノブ５７Ｂを回転させると、アーム５６はＹ軸方向に移動する。また、アーム５６に備えられた図示しないスケールを、ヘッド５５に取り付けた図示しない読取りヘッドで読み取ることによって、Ｙ軸方向の移動量を測定することができる。
【０００８】
テンションロッド６０の一端がベース５３に、他端がコラム５４の上端に取り付けられている。テンションロッド６０は長さの調節ができ、コラム５４の倒れ具合を調節することができる。
また加工具５９は、加工装置を三次元の測定機として使用するために測定用センサなどに適宜取り替えられ、様々な操作を行うことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の加工装置では、被加工物が大きな物の場合、Ｘ軸の基準となるガイドレール５２は長いものであれば一回のセッティングで広い範囲を加工できるので便利であるが、その反面、基準となるガイドレール５２は精度維持のために剛性を持たなければならないので、ガイドレール５２が長い分だけ重量が増す。これにより加工部を定盤から他の定盤へ移動させたり、加工方向を変更するなどの操作が困難となっていた。
本発明は、長さが短く扱いやすいガイドレールを用いて広い範囲の加工等をすることができる測定並びに加工装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、ベースを備え、測定用センサまたは加工具を装着可能の加工部を、定盤面に設置したガイドレールに沿って移動可能とした加工装置において、ベースを、定盤面上の現在位置に固定可能とする固定装置を有するものとした。
【００１１】
請求項２記載の発明は、固定装置が、ベースに固定されたケースと、該ケース内に垂直方向にスライド可能に支持された電磁石と、該電磁石を定盤面から離間させる方向に付勢する付勢手段とを有し、電磁石が電源供給により付勢手段に抗して定盤面に吸着することにより、ベースを定盤面上の現在位置に固定するものとした。
【００１２】
請求項３記載の発明は、ベースが移動した現在位置をカウントする検出手段と、ベースが定盤面に固定されたときのベースの現在位置を記憶する記憶手段とを有し、ベースの固定が解除されベースが移動する際に、検出手段は記憶手段により記憶していた現在位置から、連続するカウント値として現在位置を検出することを可能とするものとした。
【００１３】
請求項４記載の発明は、加工部が、ベース上に起立させたコラムと、定盤面に設けたガイドレールの方向を第１軸として、該コラムに沿って定盤面と垂直な第２軸の方向に移動可能なヘッドと、ヘッドに支持されて、第１軸、第２軸の両方に垂直な第３軸の方向に移動可能なアームとを有し、該アームの先端に測定用センサまたは加工具とを備えて、三次元の測定または加工をすることができるものとした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１は本実施例の斜視図である。
加工装置は被加工物を加工する加工部と、加工部を載置する定盤５１に設置されるガイドレール１５とで構成され、加工部は被加工物の周囲でガイドレール１５に沿って移動する。ガイドレール１５が両端に取り付けられたガイドブロック５２Ａ、５２Ｂによって定盤５１に固定される。加工部は、ガイドレール１５に沿ってベース５３を移動させることによりＸ軸方向（第１軸）、コラム５４に沿ってヘッド５５を移動させることによりＺ軸方向（第２軸）、ヘッド５５からアーム５６を送り出すことによってＹ軸方向（第３軸）の加工が可能である。
【００１５】
ベース５３の側面にマグネットユニット１が、マグネットユニット１内に備えられた電磁石から磁力を発生させて、ベース５３をその場所に確実に固定することができるように取り付けられている。ガイドレール１５は所定の短い長さのものを適宜選択する。
なお実施の形態において、上記従来技術で説明した構成部分と同じ部分については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００１６】
図２および図３はマグネットユニット１を示す図である。
図２はマグネットユニット１を正面から見たときの図である。図３の（ａ）はマグネットユニット１を上方から見たときの図であり、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）におけるＡ−Ａ部の断面図である。
ケース４はベース５３の側面に取り付けられ、ケース４の内部には電磁石２が嵌め込まれたマグネットホルダ３が、上下方向に摺動可能に備えられている。
マグネットホルダ３は円形の天井壁１２と天井壁１２から下方に延びる円筒部１４と、天井壁１２の外周に円筒部１４の外周よりも大きな円形のフランジ７を有している。マグネットホルダ３の内部には、円筒部１４の内周の径に整合する径の電磁石２が嵌め込まれ、電磁石２の上端面を天井壁１２の下面に当接させている。
【００１７】
電磁石２の側面上部に、コネクタ１７によって電源ケーブル５が接続されている。円筒部１４には下方から切込みが設けられている。これにより、コネクタ１７があってもマグネットホルダ３に電磁石２を下方から嵌め込むことができる。
ケース４の内部は上部が大径穴４Ｂ、下部が大径穴４Ｂと同軸の小径穴４Ａとなっている。ケース４の小径穴４Ａの側壁と円筒部１４の外周壁が上下方向に摺動可能になっている。またケース４の大径穴４Ｂには上方から切込みが設けられている。これにより、電源ケーブル５があってもマグネットホルダ３をケース４に上方から挿入することができる。
【００１８】
電磁石２の上端はマグネットホルダ３に、中央位置でボルト２２によって固定されている。その際、天井壁１２にねじ込みで取り付けられたピン２３の先端が、電磁石２の上端面に設けられた基準穴１３に嵌め込まれることにより、ボルト２２を中心とする周方向の位置が決められる。これにより電源ケーブル５が所定の方向を向くようになる。さらに周方向に配置した４本のボルト２１によって、より確実にマグネットホルダ３と電磁石２が固定される。
ケース４の側面下部にピン２４がねじ込みで取り付けられており、ピン２４の先端は小径穴４Ａの内周面よりも少し飛び出ている。円筒部１４の下方にはガイド溝１１が設けられており、ピン２４の先端がガイド溝１１に収まるようになっている。これによりピン２４の先端がガイド溝１１に沿って相対的にスライドするので、マグネットホルダ３の回動が規制される。これにより電源ケーブル５が所定の方向を向くようになる。
【００１９】
下方に延びるロッド１８を持つスプリングガイド１０が、フランジ７の周方向３箇所に配置され、ねじ込みで取り付けられている。小径穴４Ａと大径穴４Ｂの段差部に、スプリングガイド１０と対応して凹部１６が設けられている。圧縮ばね９の一端は凹部１６の底壁に当接され、他端はロッド１８にガイドされてスプリングガイド１０の段差部に当接している。
ケース４の上端には、カバー６が４本のボルト２０によって取り付けられている。カバー６はボルト２１、２２、ピン２３、スプリングガイド１０と干渉しないように穴が開けられている。圧縮ばね９の反発力によりスプリングガイド１０の段差部が押され、マグネットホルダ３はカバー６に押し付けられている。
上記圧縮ばね９とスプリングガイド１０とで発明の付勢手段を構成している。
【００２０】
マグネットユニット１は、電源ケーブル５からの電源供給がなく電磁石２の磁力がオフのときに、電磁石２の下端面が定盤５１と接しない高さでベース５３の側面に固定される。
電源ケーブル５からの電源供給があったとき、電磁石２は定盤５１と引き付けあい、マグネットホルダ３が圧縮ばね９を押し縮め定盤５１の面の垂直方向下方にスライドする。これにより電磁石２の下端面が定盤５１に磁力により吸着し、ベース５３は定盤５１上の現在位置に固定される。電源ケーブル５からの電源供給がなく電磁石２からの磁力がオフの時は、圧縮ばね９によって電磁石２が持ち上がり、電磁石２の下端面と定盤５１は接することがない。
【００２１】
加工装置は図示しない制御装置を持ち、制御装置はベース５３が移動しガイドレール１５のスケールをオーバしたことを操作者に知らせるためのブザーと、そのブザーを停止させるためのブザーリセットボタンを備え、またガイドレール１５を移動させる際に加工装置を制御するための制御ボタンを備えている。
ベース５３、ヘッド５５、アーム５６は図示しないモータが備えられ、各モータに制御装置からの制御信号が入力されることにより、Ｘ軸、Ｚ軸、Ｙ軸方向に移動し、アーム５６の先端に取り付けられた加工具５９によって被加工物を三次元で加工することができる。
【００２２】
ベース５３には、図示しない記憶部が備えられ、記憶部はベース５３が定盤５１と固定されたときのＸ軸方向の現在位置を移動量として記憶する。
【００２３】
図４のフローチャートに従って、加工装置を用いて被加工物を加工する際の制御装置における制御の流れを説明する。
ステップ１００で、加工部のベース５３がガイドレール１５に沿ってＸ軸方向に移動し、ヘッド５５、アーム５６がＺ軸、Ｙ軸方向に移動しながら被加工物を加工する。
ステップ１０１で、ベース５３に備えられた読み取りヘッドからの信号により、Ｘ軸方向の現在位置を移動量のカウント値として検出する。
ステップ１０２で、ガイドレール１５の端部にベース５３が達し、スケールオーバしたかどうかを判断する。スケールオーバしたときはステップ１０３へ進み、スケールオーバしていないときは、ステップ１００へ戻る。
ステップ１０３では、加工部の移動を停止させる。
【００２４】
ステップ１０４で、制御装置は加工部が停止したことを知らせるためにブザー断続音を出力する。
操作者はブザーのリセット操作を行う。
ステップ１０５で、ブザーがリセットされたかどうかを判断する。ブザーのリセットを検出したときはステップ１０６へ進む。
操作者は、ガイドレール１５を移動させるために加工部を制御する制御ボタンのオン操作を行う。
ステップ１０６で、制御ボタンがオンされたかどうかを判断する。制御ボタンのオンを検出したときはステップ１０７へ進む。
ステップ１０７では、マグネットユニット１へ電源ケーブル５から電源供給を行う。これにより電磁石２が磁力を発生し定盤面に吸着して加工部は現在位置に固定される。
ステップ１０８で、Ｘ軸方向の移動量のカウント値を記憶部に記憶させ、その値を固定する。
【００２５】
ステップ１０９で、ベース５３とモータとを接続するクラッチがオフされる。ここで、操作者は加工方向にガイドレール１５を移動させ、定盤５１にガイドブロック５２Ａ、５２Ｂによって固定する。ガイドレール１５の移動の際に読み取りヘッドは作動しており、レールがどこまで移動したかも管理しているために、システムの電源を遮断しても再度立ち上げた際に機械原点に入れることにより連続的にもとの原点の位置が管理される。操作者はガイドレール１５の固定完了後に制御ボタンのオフ操作を行う。
ステップ１１０で、操作者が制御ボタンをオフしたかどうかを判断する。制御ボタンオフを検出したときにステップ１１１へ進む。
ステップ１１１で、ベース５３とモータとを接続するクラッチがオンされる。
【００２６】
続いてステップ１１２で、記憶部で記憶していたＸ軸方向の移動量のカウント値の固定を解除する。
ステップ１１３で、電源ケーブル５から電源供給がオフされ、ベース５３と定盤５１の固定が解除される。
操作者は加工部のスタートボタンのオン操作をする。
ステップ１１４で、加工部のスタートボタンがオンかどうかを判断する。スタートボタンがオンならばステップ１００に戻り、加工が現在位置から再開される。
以上のように、ベース５３が移動しスケールオーバしたときにＸ軸方向の移動量のカウント値を固定し、ガイドレール１５が次の移動範囲へ設置され直されたあとカウント値の固定を解除して加工を再開することによって、Ｘ軸方向の移動量を測定するための基準となるガイドレール１５が移動したとしても、Ｘ軸方向の移動量のカウント値がリセットされることなく、ガイドレール１５の移動の前後で連続した値でＸ軸方向の移動量をカウントすることができる。これによりガイドレール１５の長さよりも長い被加工物の加工を行うことができる。
【００２７】
ステップ１０１は本発明における検出手段を構成し、ステップ１０８は本発明における記憶手段を構成する。
【００２８】
本実施例は以上のように構成され、被加工物を加工することによってベース５３が移動しガイドレール１５の末端に達したときに、マグネットユニット１に備えられた電磁石２により、ベース５３が定盤５１に固定される。ベース５３を定盤５１に固定したまま、操作者は加工方向にガイドレール１５を次の移動範囲へ設置し直した後、電磁石２への電力供給を止め加工を再開する。この操作を繰り返すことにより、被加工物に対して長さの短いガイドレール１５を用い、あたかも長いガイドレールを用いているかの様に被加工物全体を加工することができる。
【００２９】
また、ベース５３が定盤５１に固定されたときにＸ軸方向の移動量のカウント値を記憶部において記憶することによって、Ｘ軸方向の移動量の基準となるガイドレール１５が移動したとしても、ガイドレール１５の移動後に記憶部に記憶していたＸ軸方向の移動量のカウント値からベース５３の移動量のカウントを再開することができる。これによりあたかも長いガイドレールを用いているかのように、ガイドレール１５の移動の前後でＸ軸方向の移動量のカウント値が途切れることなく連続した値を得ることができる。
【００３０】
なお、本発明は図１に示す基準溝５１Ａ、５１Ｂに限らず溝幅の違う基準溝が外周のみ、または必要箇所のみに配置された定盤にも適用が可能で図１および図２、図３に示される構成には限定されない。またガイドレール１５、アーム５６、コラム５４にスケールを備えるとしたが、他の方法によりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の移動量を測定するようにしてもよい。
アーム５６の先端に測定用のセンサを取り付け、加工装置を三次元の測定に用いることもできる。したがって本発明における加工および加工具は、測定および測定用センサを含むものとする。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ガイドレールが被加工物より短く、加工中にベースがガイドレールの端部に達したとしても、ベースを定盤面上の現在位置に固定して、ガイドレールをベースの進行方向に移動させたあと固定を解除することによって、再びベースがガイドレールに沿って移動することができるようになる。このようにして固定装置を備えることにより短いガイドレールを用いて被加工物を加工することができる。長さの短いガイドレールを用いることにより機動性が向上し、加工装置を定盤から移動または、測定方向の変更の操作を容易に行うことができる。
【００３２】
請求項２記載の発明によれば、ベースを固定装置に備えられた電磁石の磁力によって定盤面上の現在位置に固定するようにしたので、電磁石への電力供給をオンオフすることによって、容易にベースを定盤面上に固定したり、固定の解除をしたりすることができる。
【００３３】
請求項３記載の発明によれば、ベースが定盤と固定されたときに、現在位置を記憶部により記憶するようにしたので、現在位置の基準となるガイドレールを加工方向に移動させたとしても、再び加工を開始する際に今までの現在位置のカウント値がリセットされることなく、記憶していた現在位置から連続するカウント値として現在位置を検出することができる。
【００３４】
請求項４記載の発明によれば、アームの先端に測定用センサや加工具を取り付け、アームを第１軸、第２軸、第３軸の方向に移動させることによって、三次元の測定や加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す斜視図である。
【図２】マグネットユニットの拡大図である。
【図３】マグネットユニットの拡大図である。
【図４】制御装置における制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】従来の加工装置である。
【符号の説明】
１マグネットユニット（固定装置）
２電磁石
３マグネットホルダ
４ケース
４Ａ小径穴
４Ｂ大径穴
５電源ケーブル
６カバー
７フランジ
９圧縮ばね
１０スプリングガイド
１１ガイド溝
１２天井壁
１３基準穴
１４円筒部
１５、５２ガイドレール
１６凹部
１７コネクタ
１８ロッド
２０、２１、２２、ボルト
２３、２４ピン
５１定盤
５１Ａ、５１Ｂ基準溝
５２Ａ、５２Ｂガイドブロック
５３ベース
５４コラム
５５ヘッド
５６アーム
５７Ａベース送りノブ
５７Ｂアーム送りノブ
５７Ｃヘッド送りノブ
５８滑車
５８Ａワイヤ
５９加工具
６０テンションロッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a measurement and processing apparatus for measuring and processing a workpiece fixed on a surface plate.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a measurement and processing device that performs a three-dimensional approach to a workpiece placed on a surface plate or a workpiece placed on the floor adjacent to the surface plate, and performs processing and dimension measurement ( Hereinafter referred to as a processing apparatus). The processing apparatus includes a processing unit that processes a workpiece and a guide rail that is installed on a surface plate on which the processing unit is placed. The processing unit moves along the guide rail around the workpiece. The machined part moves in the direction of the Z-axis perpendicular to the surface plate surface along the base that can move along the guide rail and the column that stands on the base, with the direction of the guide rail provided on the surface plate as the X axis. A possible head and an arm supported by the head and movable in the direction of the Y-axis perpendicular to both the X-axis and the Z-axis. At the tip of the arm, a sensor or the like for measuring the shape or the like of the processing tool or the workpiece is attached according to the application.
[0003]
A conventional processing apparatus will be described with reference to FIG. The figure is a perspective view of the processing apparatus. Here, a workpiece 59 (not shown) fixed on the surface plate 51 is approached from four directions with a processing tool 59 attached to the tip of the arm 56 to perform three-dimensional processing. Machining is possible in the X-axis direction by moving the base 53 along the guide rail 52, Z-axis direction by moving the head 55 along the column 54, and Y-axis direction by feeding the arm 56 from the head 55. is there.
[0004]
Two orthogonal reference grooves 51A and 51B are provided on the surface of the surface plate 51 for fixing the workpiece. A rib structure (not shown) is formed on the back surface side of the surface plate 51, and high rigidity with a controlled deflection is ensured even if the weight of the workpiece is supported. In parallel with the reference groove 51B in the X-axis direction, guide rails 52 are fixed to the surface plate 51 by guide blocks 52A attached to both ends and guide blocks 52B (not shown). The guide rail 52 can be attached at an arbitrary position along the reference grooves 51A and 51B. When the operator rotates the base feed knob 57A provided on the base 53, the base 53 moves in the X-axis direction along the reference groove 51B. Further, the amount of movement in the X-axis direction can be measured by reading the scale provided on the guide rail 52 with a read head (not shown) fixed to the base 53.
[0005]
The base 53 is provided with roller wheels (not shown) on the back surface, and can move on the surface plate 51 in the direction of the reference groove 51B even with a slight force. The base 53 can be moved in the Y-axis direction by replacing the guide rail 52 with the reference groove 51A in the Y-axis direction and rotating the base 53 by 90 degrees so that the traveling direction of the roller wheels coincides with the direction of the reference groove 51A. By repeating such an operation, the base 53 can circulate in four directions surrounding the workpiece placed near the center of the surface plate 51.
[0006]
A column 54 standing upright on the base 53 supports the head 55 so as to be movable in the Z-axis (vertical) direction. The head 55 is suspended in a form that cancels the weight of the head 55 via the pulley 58 by a wire 58A having one end tied to a weight suspended in the column 54. Accordingly, when the operator rotates the head feed knob 57C, the head 55 moves along the column 54 with a light force in the Z-axis direction. Further, the amount of movement in the Z-axis direction can be measured by reading a scale (not shown) provided in the column 54 with a read head (not shown) attached to the head 55.
[0007]
A processing tool 59 is attached to the tip of an arm 56 supported by the head 55 so as to be horizontally movable. When the operator rotates the arm feed knob 57B, the arm 56 moves in the Y-axis direction. Further, the amount of movement in the Y-axis direction can be measured by reading a scale (not shown) provided on the arm 56 with a read head (not shown) attached to the head 55.
[0008]
One end of the tension rod 60 is attached to the base 53, and the other end is attached to the upper end of the column 54. The length of the tension rod 60 can be adjusted, and the degree of collapse of the column 54 can be adjusted.
Further, the processing tool 59 is appropriately replaced with a measuring sensor or the like so that the processing apparatus can be used as a three-dimensional measuring machine, and various operations can be performed.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional processing apparatus, when the workpiece is large, the guide rail 52 serving as a reference for the X axis is convenient because a wide range can be processed with one setting if it is long. Since the guide rail 52 to be used must have rigidity to maintain accuracy, the guide rail 52 is increased in weight by the longer length. As a result, operations such as moving the machining section from the surface plate to another surface plate or changing the machining direction have been difficult.
It is an object of the present invention to provide a measurement and processing apparatus that can perform a wide range of processing using a guide rail that is short and easy to handle.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a processing apparatus including a base and capable of moving a processing unit on which a measurement sensor or a processing tool can be mounted along a guide rail installed on a surface plate surface. It has a fixing device that can be fixed at the current position.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, the fixing device includes a case fixed to the base, an electromagnet that is slidably supported in the vertical direction in the case, and an urging force that biases the electromagnet away from the surface plate surface. The base is fixed at the current position on the surface plate surface by adsorbing to the surface plate surface against the biasing device by power supply.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, there is provided detection means for counting a current position where the base has moved, and storage means for storing the current position of the base when the base is fixed to the surface plate. When the base moves, the detection means can detect the current position as a continuous count value from the current position stored in the storage means.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, the machining unit has a second axis perpendicular to the surface plate surface along the column, with the column rising from the base and the direction of the guide rail provided on the surface plate as the first axis. A head movable in the direction and an arm supported by the head and movable in the direction of the third axis perpendicular to both the first axis and the second axis, and a measuring sensor or A processing tool is provided for three-dimensional measurement or processing.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described by way of examples.
FIG. 1 is a perspective view of this embodiment.
The processing apparatus includes a processing unit that processes a workpiece and a guide rail 15 installed on a surface plate 51 on which the processing unit is placed. The processing unit moves along the guide rail 15 around the workpiece. To do. The guide rail 15 is fixed to the surface plate 51 by guide blocks 52A and 52B attached to both ends. The processing unit moves the base 53 along the guide rail 15 to move in the X-axis direction (first axis), and moves the head 55 along the column 54 to move in the Z-axis direction (second axis). By feeding out the arm 56, machining in the Y-axis direction (third axis) is possible.
[0015]
A magnet unit 1 is attached to a side surface of the base 53 so that a magnetic force is generated from an electromagnet provided in the magnet unit 1 so that the base 53 can be securely fixed in place. A guide rail 15 having a predetermined short length is appropriately selected.
In the embodiment, the same components as those described in the above prior art are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0016]
2 and 3 show the magnet unit 1.
FIG. 2 is a diagram when the magnet unit 1 is viewed from the front. 3A is a view when the magnet unit 1 is viewed from above, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3A.
The case 4 is attached to a side surface of the base 53, and a magnet holder 3 in which the electromagnet 2 is fitted is provided in the case 4 so as to be slidable in the vertical direction.
The magnet holder 3 has a circular ceiling wall 12, a cylindrical portion 14 that extends downward from the ceiling wall 12, and a circular flange 7 that is larger than the outer periphery of the cylindrical portion 14 on the outer periphery of the ceiling wall 12. An electromagnet 2 having a diameter matching the diameter of the inner periphery of the cylindrical portion 14 is fitted inside the magnet holder 3, and the upper end surface of the electromagnet 2 is brought into contact with the lower surface of the ceiling wall 12.
[0017]
A power cable 5 is connected to the upper part of the side surface of the electromagnet 2 by a connector 17. The cylindrical portion 14 is provided with a cut from below. Thereby, even if the connector 17 is present, the electromagnet 2 can be fitted into the magnet holder 3 from below.
The inside of the case 4 has a large diameter hole 4B at the top and a small diameter hole 4A coaxial with the large diameter hole 4B at the bottom. The side wall of the small-diameter hole 4A of the case 4 and the outer peripheral wall of the cylindrical portion 14 are slidable in the vertical direction. Further, the large-diameter hole 4B of the case 4 is provided with a cut from above. Thereby, even if there is the power cable 5, the magnet holder 3 can be inserted into the case 4 from above.
[0018]
The upper end of the electromagnet 2 is fixed to the magnet holder 3 by a bolt 22 at the center position. At that time, the tip of the pin 23 screwed to the ceiling wall 12 is fitted into a reference hole 13 provided in the upper end surface of the electromagnet 2, whereby the circumferential position around the bolt 22 is determined. Thereby, the power cable 5 comes to face a predetermined direction. Further, the magnet holder 3 and the electromagnet 2 are more reliably fixed by the four bolts 21 arranged in the circumferential direction.
A pin 24 is screwed to the lower side of the side surface of the case 4, and the tip of the pin 24 protrudes slightly from the inner peripheral surface of the small diameter hole 4A. A guide groove 11 is provided below the cylindrical portion 14 so that the tip of the pin 24 is accommodated in the guide groove 11. Accordingly, the tip of the pin 24 slides relatively along the guide groove 11, so that the rotation of the magnet holder 3 is restricted. Thereby, the power cable 5 comes to face a predetermined direction.
[0019]
Spring guides 10 having rods 18 extending downward are arranged at three locations in the circumferential direction of the flange 7 and attached by screwing. Concave portions 16 are provided corresponding to the spring guides 10 at the step portions of the small diameter holes 4A and the large diameter holes 4B. One end of the compression spring 9 is in contact with the bottom wall of the recess 16, and the other end is guided by the rod 18 and is in contact with the step portion of the spring guide 10.
A cover 6 is attached to the upper end of the case 4 with four bolts 20. The cover 6 is perforated so as not to interfere with the bolts 21 and 22, the pin 23, and the spring guide 10. The step portion of the spring guide 10 is pressed by the repulsive force of the compression spring 9, and the magnet holder 3 is pressed against the cover 6.
The compression spring 9 and the spring guide 10 constitute an urging means of the invention.
[0020]
The magnet unit 1 is fixed to the side surface of the base 53 at a height at which the lower end surface of the electromagnet 2 is not in contact with the surface plate 51 when no power is supplied from the power cable 5 and the magnetic force of the electromagnet 2 is off.
When power is supplied from the power cable 5, the electromagnet 2 is attracted to the surface plate 51, and the magnet holder 3 presses the compression spring 9 and slides downward in the vertical direction of the surface of the surface plate 51. As a result, the lower end surface of the electromagnet 2 is attracted to the surface plate 51 by a magnetic force, and the base 53 is fixed at the current position on the surface plate 51. When there is no power supply from the power cable 5 and the magnetic force from the electromagnet 2 is off, the electromagnet 2 is lifted by the compression spring 9, and the lower end surface of the electromagnet 2 and the surface plate 51 do not contact each other.
[0021]
The processing device has a control device (not shown), and the control device includes a buzzer for notifying the operator that the base 53 has moved and the scale of the guide rail 15 has been exceeded, and a buzzer reset button for stopping the buzzer. Further, a control button for controlling the machining apparatus when the guide rail 15 is moved is provided.
The base 53, the head 55, and the arm 56 are provided with motors (not shown). When a control signal is input to each motor, the base 53, the head 55, and the arm 56 move in the X-axis, Z-axis, and Y-axis directions. The workpiece can be processed in three dimensions by the attached processing tool 59.
[0022]
The base 53 includes a storage unit (not shown), and the storage unit stores the current position in the X-axis direction when the base 53 is fixed to the surface plate 51 as a movement amount.
[0023]
The flow of control in the control device when processing the workpiece using the processing device will be described according to the flowchart of FIG.
In step 100, the base 53 of the processing part moves in the X-axis direction along the guide rail 15, and the workpiece 55 is processed while the head 55 and the arm 56 move in the Z-axis and Y-axis directions.
In step 101, the current position in the X-axis direction is detected as a movement amount count value based on a signal from a reading head provided in the base 53.
In step 102, it is determined whether the base 53 has reached the end of the guide rail 15 and has been scaled over. When the scale is over, the routine proceeds to step 103. When the scale is not over, the routine returns to step 100.
In step 103, the movement of the processing unit is stopped.
[0024]
In step 104, the control device outputs a buzzer intermittent sound to notify that the processing unit has stopped.
The operator performs a buzzer reset operation.
In step 105, it is determined whether the buzzer has been reset. If a buzzer reset is detected, the process proceeds to step 106.
The operator turns on a control button that controls the machining unit in order to move the guide rail 15.
In step 106, it is determined whether the control button is turned on. When it is detected that the control button is turned on, the routine proceeds to step 107.
In step 107, power is supplied to the magnet unit 1 from the power cable 5. As a result, the electromagnet 2 generates a magnetic force and is attracted to the surface of the surface plate, and the processing portion is fixed at the current position.
In step 108, the count value of the movement amount in the X-axis direction is stored in the storage unit, and the value is fixed.
[0025]
In step 109, the clutch connecting the base 53 and the motor is turned off. Here, the operator moves the guide rail 15 in the machining direction and fixes it to the surface plate 51 with the guide blocks 52A and 52B. Since the reading head is operating when the guide rail 15 is moved, and the rail is also managed to know how far it has been moved, it can be continuously detected by turning it back on to the machine origin even when the system power is turned off. Thus, the position of the original origin is managed. The operator turns off the control button after the fixing of the guide rail 15 is completed.
In step 110, it is determined whether the operator has turned off the control button. When detecting that the control button is off, the routine proceeds to step 111.
In step 111, the clutch that connects the base 53 and the motor is turned on.
[0026]
In step 112, the count value of the movement amount in the X-axis direction stored in the storage unit is released.
In step 113, the power supply from the power cable 5 is turned off, and the base 53 and the surface plate 51 are released from being fixed.
The operator turns on the start button of the processing unit.
In step 114, it is determined whether the start button of the processing unit is on. If the start button is on, the process returns to step 100 and machining is resumed from the current position.
As described above, when the base 53 moves and scales over, the count value of the movement amount in the X-axis direction is fixed, and after the guide rail 15 is installed again in the next movement range, the count value is released. Even if the guide rail 15 serving as a reference for measuring the movement amount in the X-axis direction is moved by restarting the machining, the count value of the movement amount in the X-axis direction is not reset, and the guide rail 15 is reset. The amount of movement in the X-axis direction can be counted as a continuous value before and after the movement. As a result, a workpiece longer than the length of the guide rail 15 can be processed.
[0027]
Step 101 constitutes the detection means in the present invention, and step 108 constitutes the storage means in the present invention.
[0028]
The present embodiment is configured as described above. When the base 53 moves and reaches the end of the guide rail 15 by processing the workpiece, the base 53 is fixed by the electromagnet 2 provided in the magnet unit 1. It is fixed to the board 51. With the base 53 fixed to the surface plate 51, the operator resets the guide rail 15 to the next movement range in the processing direction, and then stops the power supply to the electromagnet 2 and restarts the processing. By repeating this operation, the entire workpiece can be machined as if a long guide rail is used, using the short guide rail 15 for the workpiece.
[0029]
Further, even when the guide rail 15 serving as a reference for the movement amount in the X-axis direction is moved by storing the count value of the movement amount in the X-axis direction in the storage unit when the base 53 is fixed to the surface plate 51. The movement amount count of the base 53 can be restarted from the count value of the movement amount in the X-axis direction stored in the storage unit after the guide rail 15 is moved. As a result, a continuous value can be obtained without interruption of the count value of the movement amount in the X-axis direction before and after the movement of the guide rail 15 as if using a long guide rail.
[0030]
The present invention can be applied not only to the reference grooves 51A and 51B shown in FIG. 1, but also to a surface plate in which reference grooves having different groove widths are arranged only at the outer periphery or only at necessary places. The configuration shown in FIG. In addition, although the guide rail 15, the arm 56, and the column 54 are provided with scales, the movement amounts in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions may be measured by other methods.
A measuring sensor can be attached to the tip of the arm 56 and the processing apparatus can be used for three-dimensional measurement. Therefore, the processing and processing tool in the present invention include a measurement and a measurement sensor.
[0031]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, even if the guide rail is shorter than the workpiece and the base reaches the end of the guide rail during processing, the base is fixed at the current position on the surface plate, and the guide rail The base can be moved again along the guide rail by releasing the fixation after moving the base in the traveling direction of the base. By providing the fixing device in this way, the workpiece can be processed using a short guide rail. By using a guide rail with a short length, the mobility is improved, and the processing device can be easily moved from the surface plate or the measurement direction can be changed.
[0032]
According to the second aspect of the present invention, since the base is fixed at the current position on the surface plate by the magnetic force of the electromagnet provided in the fixing device, the base can be easily set by turning on / off the power supply to the electromagnet. Can be fixed on the surface of the surface plate or can be released.
[0033]
According to the third aspect of the present invention, when the base is fixed to the surface plate, the current position is stored by the storage unit, so that the guide rail serving as a reference for the current position is moved in the machining direction. However, the current position can be detected as a count value continuous from the stored current position without resetting the count value of the current position so far when machining is started again.
[0034]
According to the fourth aspect of the present invention, three-dimensional measurement or processing is performed by attaching a measurement sensor or processing tool to the tip of the arm and moving the arm in the direction of the first axis, the second axis, or the third axis. It can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a magnet unit.
FIG. 3 is an enlarged view of a magnet unit.
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of control in the control device.
FIG. 5 is a conventional processing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Magnet unit (fixing device)
2 Electromagnet 3 Magnet holder 4 Case 4A Small diameter hole 4B Large diameter hole 5 Power cable 6 Cover 7 Flange 9 Compression spring 10 Spring guide 11 Guide groove 12 Ceiling wall 13 Reference hole 14 Cylindrical portion 15, 52 Guide rail 16 Recess 17 Connector 18 Rod 20, 21, 22, bolt 23, 24 pin 51 surface plate 51A, 51B reference groove 52A, 52B guide block 53 base 54 column 55 head 56 arm 57A base feed knob 57B arm feed knob 57C head feed knob 58 pulley 58A wire 59 add Tool 60 Tension rod

Claims

In a processing device that has a base and is capable of moving a processing part that can be equipped with a measurement sensor or processing tool along a guide rail installed on a surface plate surface,
A measuring and processing apparatus, comprising: a fixing device capable of fixing the base to a current position on the surface plate surface.

The fixing device is
A case fixed to the base;
An electromagnet supported slidably in the vertical direction in the case;
Urging means for urging the electromagnet away from the surface plate surface, and the electromagnet is attracted to the surface plate surface against the urging means by power supply, whereby the base is fixed to the surface plate. 2. The measuring and processing apparatus according to claim 1, wherein the measuring and processing apparatus is fixed at a current position on the board surface.

Detection means for counting the current position where the base has moved, and storage means for storing the current position of the base when the base is fixed to the surface plate surface,
When the base is released and the base moves, the detection means can detect the current position as a continuous count value from the current position stored in the storage means. The measuring and processing apparatus according to claim 1 or 2.

The processing portion includes a column erected on the base;
A head movable in the direction of a second axis perpendicular to the surface plate surface along the column, with the direction of the guide rail provided on the surface plate as a first axis;
An arm supported by the head and movable in the direction of a third axis perpendicular to both the first axis and the second axis;
4. The measuring and processing apparatus according to claim 1, wherein the arm is provided with the measuring sensor or processing tool to perform three-dimensional measurement or processing.