JP4944151B2 - ツールプリセッタ - Google Patents

Description

本発明は、ＮＣ旋盤に用いられるツールプリセッタに関する。

従来より、ワークを回転させつつ工具を当てることにより切削加工を行うＮＣ旋盤において、タレットに取り付けた工具の刃先の位置を検出するツールプリセッタが公知である。特許文献１に記載のツールプリセッタは、工具の刃先の位置を検出する場合、工具の刃先に接触可能な状態に位置し、ワークを切削加工する場合、加工室の側壁側に収容される。

特開２００４−３２２２５６号公報

しかしながら、この種のツールプリセッタは、加工室の側壁側に収容される収容状態においてツールプリセッタのアームの幅以上のスペースを必要とするので、加工室の開口の有効使用領域が小さくなり、ワーク又は工具の取替え作業時に作業者の視界を遮る等、作業効率が低下する問題があった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、収容状態をコンパクトにするツールプリセッタを提供することにある。

請求項１に係る発明によると、ツールプリセッタは、加工室の側壁に取り付けられる支持部材、この支持部材の回動軸周りに回動可能に設けられる第１アーム、この第１アームに接続する第２アーム、及びプリセッタセンサを有する。
ここで、タレットが設置されるテーブルの延びる向きに平行な軸をＸ軸、チャックの回転軸に平行な軸をＺ軸、Ｘ軸及びＺ軸に垂直な軸をＹ軸とし、Ｘ軸が加工室の開口側から奥側へ向かう方向を＋Ｘ方向、Ｚ軸がチャック側からタレット側へ向かう方向を＋Ｚ方向、Ｙ軸がテーブル側から開口側へ向かう方向を＋Ｙ方向とする。
支持部材の回動軸は、＋Ｘ方向を基準として−Ｚ方向へ所定角θ１傾斜し、＋Ｙ方向へ所定角θ２傾斜する。一方、第２アームは、検出状態において回動軸を基準として＋Ｚ方向へ所定角θ３傾斜し、−Ｙ方向へ所定角θ４傾斜する。

第１アームと第２アームとのなす角は、直角と所定角θ３とを加えた角となるので、収容状態において第１、第２アームの接続部とチャックとの距離を小さくすることができる。これにより、チャックと開口との間のスペースを有効に使用し、ツールプリセッタを取り付けることができる。

所定角θ１と所定角θ３とを実質的に同一角度に設定し、所定角θ２と所定角θ４とを実質的に同一角度に設定することで、検出状態において第２アームがＸＺ平面と略平行に設けられる。そして、所定角θ１と所定角θ４とを実質的に同一角度に設定し、所定角θ２と所定角θ３とを実質的に同一角度に設定することで、収容状態において第２アームがＸＹ平面と略平行に設けられ、かつ、第２アームと側壁との距離を小さくすることができる。したがって、ツールプリセッタの収容状態がコンパクトになり、加工室の開口の有効使用領域が大きく確保されることで、ＮＣ旋盤の作業効率を向上することができる。
なお、所定角θ１、θ２、θ３、θ４は、チャックと開口との距離に対応し、０＜θ１＜９０（°）、０＜θ２＜９０（°）、０＜θ３＜９０（°）、０＜θ４＜９０（°）の範囲で設定される。

請求項２に係る発明によると、第１アームは、基部とアーム部とから構成され、
アーム部は、前記検出状態において鉛直方向上側となる面が、前記テーブル側から見て回動軸に対し右回りに所定角θ４傾斜している。このため、アーム部の検出状態において鉛直方向上側となる面とチャックの設けられる側壁との距離を収容状態において小さくすることができる。

本発明の一実施形態によるツールプリセッタを適用したＮＣ旋盤の斜視図。 本発明の一実施形態によるツールプリセッタを適用したＮＣ旋盤の要部断面図。 本発明の一実施形態によるツールプリセッタを適用したＮＣ旋盤の要部断面図。 本発明の一実施形態によるツールプリセッタを適用したＮＣ旋盤の要部断面図。 本発明の一実施形態によるツールプリセッタを適用したＮＣ旋盤の要部断面図。 比較例のツールプリセッタを適用したＮＣ旋盤の斜視図。 比較例のツールプリセッタを適用したＮＣ旋盤の要部断面図。 比較例のツールプリセッタを適用したＮＣ旋盤の要部断面図。 比較例のツールプリセッタを適用したＮＣ旋盤の要部断面図。

以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
本発明の一実施形態によるツールプリセッタは、ＮＣ旋盤に用いられ、タレットに装着した工具の刃先の位置を検出する。
先ず、ＮＣ旋盤について説明する。図１に示すように、ＮＣ旋盤１０は、本体１１の内部にワークを切削加工する加工室１２を有している。本体１１の外壁には、ワークの加工を数値制御する操作盤１３が設けられている。
加工室１２の底壁１４は、加工室１２の開口１５側から奥側へ向かって鉛直方向上側へ例えば１５°傾斜している。底壁１４の開口１５側には、切削加工により生じるキリコ及び切削用潤滑油を溜めるバケット１６が設けられている。
加工室１２の開口１５には、スライド扉１７が設けられている。スライド扉１７は、ワークを切削加工するとき、＋Ｚ方向へ移動し、加工室１２と外気とを遮断する。

加工室１２の側壁１８には、チャック２０が設けられている。チャック２０は、側壁１８から加工室１２側に突出する円筒状の円筒部２１と、この円筒部２１の径内側に３個のつめ２２を有している。チャック２０は、つめ２２の径方向及び軸方向の移動によりワークを保持する。また、チャック２０は、回転軸Ｏ１を中心に回転駆動することでワークを回転させる。

加工室１２のチャックが設けられる側壁の反対側には、図５に示すように、タレット３０が設けられている。タレット３０は、台座部３１、旋回部３２、及びホルダ部３３を有している。
台座部３１は、底壁１４と平行に設けられたレール３４に設置されている。レール３４は、開口１５側から奥側へ延びており、台座部３１は、レール３４上を移動可能である。
旋回部３２は、略円筒状に形成され、台座部３１のレール３４とは反対側に設けられている。ホルダ部３３は、旋回部３２の径外方向に放射状に複数設けられ、それぞれワークを切削する工具４０を装着する。ホルダ部３３は、旋回部３２の軸方向に移動可能である。なお、旋回部３２の軸方向とチャックの回転軸Ｏ１とは同一方向である。タレット３０がＸ軸及びＺ軸を移動することで、工具４０がワークと当接し、切削加工が行われる。

次に、ツールプリセッタ１について、図２から図４を参照して説明する。
ツールプリセッタ１は、支持部材５０、第１アーム５１、第２アーム５２、及びプリセッタセンサ５３等を有している。
支持部材５０は、開口１５側の第１壁５０１、奥側の第２壁５０２、及び、第１壁５０１と第２壁５０２とを接続する第３壁５０３とから断面略コの字形に形成され、チャック２０が設けられる側壁１８に取り付けられている。
支持部材５０は、第１壁５０１と第２壁５０２が＋Ｚ方向を基準として＋Ｘ方向に所定角θ１傾斜するように形成されている。また、支持部材５０は、第２壁５０２が第１壁５０１に対し＋Ｙ側となるよう、＋Ｚ方向から−Ｚ方向に見て、第３壁５０３の上面をＸ軸を基準として左回りに所定角θ２傾斜し、側壁１８に取り付けられている。これにより、支持部材５０の回動軸Ｏ２は、＋Ｘ方向を基準として−Ｚ方向へ所定角θ１傾斜するとともに＋Ｙ方向へ所定角θ２傾斜する。
なお、第３壁５０３と側壁１８との間にテーパ状のスペーサを設け、第１壁５０１と第２壁５０２とが＋Ｚ方向を基準として＋Ｘ方向に所定角θ１傾斜するようにしてもよい。

第１アーム５１は、支持部材５０の第１壁５０１と第２壁５０２との間に設けられる基部５１１と、この基部５１１からタレット３０側へ突出するアーム部５１２とから構成されている。
基部５１１は、略直方体状に形成され、支持部材５０の回動軸Ｏ２周りに回動可能に設けられている。
アーム部５１２は、角柱状に形成され、支持部材５０の回動軸Ｏ２に垂直に延びている。アーム部５１２は、検出状態において鉛直方向上側となる上面５１３が回動軸Ｏ２に対し右回りに所定角θ４傾斜し、基部５１１に接続している。

第２アーム５２は、角柱状に形成され、アーム部５１２の基部５１１とは反対側の端部に接続し、検出状態においてＸ軸と略平行に設けられている。第２アーム５２は、検出状態において回動軸Ｏ２を基準として＋Ｚ方向へ所定角θ３傾斜している。また、第２アーム５２は、検出状態において第２アーム５２の鉛直方向上側となる上面５２１が、アーム部５１２の上面５１３と同一平面となるようにアーム部５１２と接続している。これにより、第２アーム５２は検出状態において回動軸Ｏ２を基準として−Ｙ方向へ所定角θ４傾斜する。本実施形態において、所定角θ１、θ２、θ３、θ４は実質的に同一角度に設定されている。したがって、アーム部５１２の上面５１３及び第２アーム５２の上面５２１は、検出状態においてＸＺ平面と略平行になり、収容状態においてＸＹ平面と略平行になる。

プリセッタセンサ５３は、略円柱状に形成され、径方向に４個の接触センサ５３１を有している。プリセッタセンサ５３は、第２アーム５２の第１アーム５１とは反対側の端部に、第２アーム５２の上面５２１に軸方向が垂直になるよう取り付けられる。このため、４個の接触センサ５３１の形成する平面は、ＸＺ平面と平行になる。これにより、プリセッタセンサ５３は、タレットの移動によりＸＺ平面を移動する工具の刃先の位置を正確に検出することができる。
プリセッタセンサ５３は、点線Ａに示すように、収容状態において側壁１８に設けられた筒状のポット１９に収容される。ポット１９は、筒状に形成され、軸方向の端部が側壁１８に設けられた穴に挿入されている。ポット１９は、切削加工時に生じるキリコ及び切削用潤滑液からプリセッタセンサ５３を保護する。

次に、比較例のツールプリセッタを図６から図９を参照して説明する。
本発明の一実施形態と実質的に同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。比較例のツールプリセッタ２は、支持部材６０、第１アーム６１、第２アーム６２、第３アーム６３、及びプリセッタセンサ５３等を有している。
支持部材６０は、回動軸Ｏ３をＸ軸と略平行にして側壁１８に取り付けられている。

第１アーム６１は、基部６１１とアーム部６１２とから構成されている。
アーム部６１２は、検出状態において鉛直方向上側となる上面６１３が回動軸Ｏ３と略平行に設けられている。
第２アーム６２は、検出状態においてアーム部６１２の基部６１１とは反対側の端部から−Ｙ方向に延びている。第３アーム６３は、第２アーム６２のアーム部６１２とは反対側の端部から＋Ｘ方向に延びている。

比較例のツールプリセッタ２は、点線Ｂに示すように、収容状態において第２アーム６２と第３アーム６３が側壁１８から＋Ｚ方向へ突出している。このため、加工室１２の開口１５の有効使用領域が小さくなる。したがって、ワーク又は工具４０の取替え作業時に作業者の視界を遮る等、作業効率が低下する。

これに対し、本実施形態では，所定角θ１、θ２、θ３、θ４が実質的に同一角度で設定されているので、第１アーム５１の上面５１３及び第２アーム５２の上面５２１は、検出状態においてＸＺ平面と略平行になり、かつ、収容状態においてＸＹ平面と略平行になる。また、第１アーム５１と第２アーム５２とのなす角が直角と所定角θ３とを加えた角となるので、収容状態において第１、第２アームの接続部とチャック２０との距離を小さくすることができる。これにより、チャックと開口との間のスペースを有効に使用し、ツールプリセッタ１の収容状態をコンパクトにすることができる。したがって、第１、第２アーム５１、５２の側壁１８からの＋Ｚ方向への突出量を小さくし、加工室１２の開口１５の有効使用領域を大きくすることで、ＮＣ旋盤の作業効率を向上することができる。
さらに、本実施形態では、所定角θ２の設定により、比較例に対し、ポット１９と開口１５との間の距離が小さくなる。このため、ポット１９内の清掃及びプリセッタセンサ５３のメンテナンスを容易に行うことができる。

（他の実施形態）
上述した一実施形態では、第１アーム及び第２アームを角柱状に形成した。これに対し、第１アーム及び第２アームは、円柱状に形成してもよい。
上述した一実施形態では、第１アームと第２アームとを角形状に接続した。これに対し、第１アームと第２アームとを曲線状に接続してもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

１：ツールプリセッタ、１０：ＮＣ旋盤、１１：本体、１２：加工室、１５：開口、１８：側壁、２０：チャック、３０：タレット、３４：レール、４０：工具、５０：支持部材、５１：第１アーム、５２：第２アーム、５３：プリセッタセンサ

Claims (2)

1. ワークの切削加工を行う加工室を有する本体と、
   前記加工室の側壁に設けられ、ワークを保持し回転するチャックと、
   前記加工室の前記チャックの設けられる前記側壁とは反対側に設けられ、前記加工室の開口側から前記加工室の奥側へ向かって延び、かつ、前記加工室の開口側から前記加工室の奥側へ向かって鉛直方向上側に傾斜したテーブルと、
   ワークを切削する工具を装着し、前記テーブル上を移動可能かつ前記チャックの回転軸方向へ移動可能に設けられるタレットと、
   を備えるＮＣ旋盤に用いられ前記タレットに装着された工具の刃先の位置を検出するツールプリセッタであって、
   前記チャックが設けられる前記側壁に取り付けられる支持部材と、
   前記支持部材の回動軸周りに回動可能に設けられる第１アームと、
   前記第１アームの前記支持部材とは反対側の端部に接続する第２アームと、
   前記第２アームの前記第１アームとは反対側の端部に設けられるプリセッタセンサと、を有し、
   前記テーブルの延びる向きに平行な軸をＸ軸、前記チャックの回転軸に平行な軸をＺ軸、Ｘ軸及びＺ軸に垂直な軸をＹ軸とし、Ｘ軸が前記開口側から前記奥側へ向かう方向を＋Ｘ方向、Ｚ軸が前記チャック側から前記タレット側へ向かう方向を＋Ｚ方向、Ｙ軸が前記テーブル側から前記開口側へ向かう方向を＋Ｙ方向とすると、
   前記支持部材の回動軸は、＋Ｘ方向を基準として−Ｚ方向へ所定角θ１傾斜するとともに＋Ｙ方向へ所定角θ２傾斜し、
   前記第２アームは、前記タレットに装着された工具の刃先の位置を前記プリセッタセンサが検出する検出状態において、前記回動軸を基準として＋Ｚ方向へ所定角θ３傾斜するとともに−Ｙ方向へ所定角θ４傾斜し、
   前記所定角θ１、θ２、θ３、θ４を実質的に同一角度に設定することにより、前記検出状態において前記第２アームがＸＺ平面と略平行に設けられるとともに、前記チャックの設けられる前記側壁側に前記プリセッタセンサが収容される収容状態において前記第２アームがＸＹ平面と略平行に設けられ、かつ、前記第２アームと前記側壁との距離を小さくすることを特徴とするツールプリセッタ。
2. 前記第１アームは、
   前記支持部材の回動軸周りに回動可能に設けられる基部と、
   一端が前記基部に接続され、他端が前記第２アームに接続され、前記支持部材の回動軸に対し垂直に延びるアーム部とから構成され、
   前記アーム部は、前記検出状態において鉛直方向上側となる面が、前記テーブル側から見て前記回動軸に対し右回りに前記所定角θ４傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のツールプリセッタ。

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