JP5086151B2 - Work detection device, work detection method, and machine tool including work detection device - Google Patents
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Description
本発明は、ワークとの相対移動によってワークの検知を行うワーク検知装置及びワーク検知方法並びに前記ワーク検知装置を備えた工作機械に関する。 The present invention relates to a workpiece detection device and workpiece detection method for detecting a workpiece by relative movement with the workpiece, and a machine tool including the workpiece detection device.
この種の検知装置の中には、例えば、エア噴出孔を形成した検査器の端面をワークに当接させ、前記ワークによって前記エア噴出孔を閉塞させる前後のエアの圧力変化によって、前記ワークが所定位置に正常に位置決めされたか否かを検査するものが知られている(例えば、特許文献1,2参照)。
ところで、検知の対象となるワークの表面には、切削屑等の異物が付着していることがあり、これら異物がエア噴出孔の内部に侵入して詰まると、ワークの位置検査等を正常に行えなくなるという問題がある。そのため、前記異物がエア噴出孔の内部に詰まっている場合には当該異物をエア噴出孔から除去する必要がある。 By the way, foreign matter such as cutting dust may adhere to the surface of the workpiece to be detected, and if these foreign matter enters the inside of the air ejection hole and becomes clogged, the position inspection of the workpiece will be performed normally. There is a problem that it can not be done. Therefore, when the foreign matter is clogged in the air ejection hole, it is necessary to remove the foreign matter from the air ejection hole.
しかし、上記の特許文献に記載したような従来の検知装置は、エア噴出孔に詰まった異物を容易に取り出せる構造にはなっておらず、異物の除去は作業者にとって多大な負担となるばかりでなく、生産性を低下させる原因にもなっている。 However, the conventional detection device as described in the above-mentioned patent document does not have a structure that can easily take out the foreign matter clogged in the air ejection hole, and removal of the foreign matter is not only a great burden on the operator. It also causes the productivity to decrease.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、異物除去が容易なワーク検知装置及びワーク検知方法並びに前記のワーク検知装置を備えた工作機械の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a workpiece detection device and a workpiece detection method in which foreign matter removal is easy, and a machine tool including the workpiece detection device.
上記の第一の目的を達成するために本発明は、ワークに対向して配置された装置本体にエア噴出孔を設けるとともに、このエア噴出孔を、前記装置本体と前記ワークとの相対移動により前記装置本体に当接した前記ワークよって閉塞されるように前記装置本体に配置し、前記ワークと前記装置本体との相対移動にともなう前記エア噴出孔内のエアの圧力の変化に基づき、前記装置本体へのワークの当接を検知するワーク検知装置において、前記装置本体の外周面に凹溝を形成し、この凹溝に、前記エア噴出孔を連通させ、前記凹溝を外周側から閉塞するシール部材を前記装置本体の外周面に着脱自在に取り付け、閉塞状態の前記凹溝内に圧縮エアを供給することによって前記エア噴出孔からエアを噴出させる構成としてある。 In order to achieve the first object described above, the present invention provides an air ejection hole in an apparatus main body arranged opposite to a workpiece, and the air ejection hole is formed by relative movement between the apparatus main body and the workpiece. The apparatus is disposed in the apparatus main body so as to be closed by the work abutting on the apparatus main body, and the apparatus is based on a change in air pressure in the air ejection hole due to relative movement between the work and the apparatus main body. In a workpiece detection device that detects contact of a workpiece with a main body, a concave groove is formed on the outer peripheral surface of the main body, the air ejection hole is communicated with the concave groove, and the concave groove is closed from the outer peripheral side. A seal member is detachably attached to the outer peripheral surface of the apparatus main body, and air is ejected from the air ejection holes by supplying compressed air into the closed concave groove.
ここで、この明細書において「装置本体とワークとの相対移動」とは、ワークが固定されていて装置本体が移動する場合、装置本体が固定されていてワークが移動する場合のほか装置本体及びワークの双方が移動する場合を含む概念である。
本発明は上記のように構成されているので、装置本体と前記ワークとの相対移動により装置本体にワークを当接させることで、エア噴出孔がワークによって閉塞され、これにともなうエア圧の上昇によって、ワークと装置本体との当接を検知することができる。例えば、ワークと装置本体との間に隙間が生じていると、装置本体とワークとが当接する場合よりエア圧の上昇量が小さくなるので、この結果から、ワークと装置本体とが当接していないと判断することができる。ワークの当接検知結果は、ワークの有無や位置決めが正常になされているかなど、ワークの諸状態を判断するのに利用することができる。装置本体と前記ワークとが相対移動しない状態で、エア圧が予め定められた値より大きくなることによってエア噴出孔への切削屑等の異物の詰まりを検知することができる。
Here, in this specification, “relative movement between the apparatus main body and the workpiece” means that the apparatus main body moves when the work is fixed, the apparatus main body is fixed, and the apparatus main body and the work move. This is a concept including the case where both of the workpieces move.
Since the present invention is configured as described above, when the work is brought into contact with the apparatus main body by the relative movement between the apparatus main body and the work, the air ejection hole is closed by the work, and the air pressure increases accordingly. Thus, it is possible to detect contact between the workpiece and the apparatus main body. For example, if there is a gap between the workpiece and the device main body, the amount of increase in air pressure is smaller than when the device main body and the workpiece are in contact. From this result, the workpiece and the device main body are in contact. It can be judged that there is not. The contact detection result of the workpiece can be used to determine various states of the workpiece such as the presence or absence of the workpiece and whether the positioning is normal. In a state where the apparatus main body and the workpiece do not move relative to each other, the air pressure becomes larger than a predetermined value, so that it is possible to detect clogging of foreign matter such as cutting dust in the air ejection hole.
ただし、本発明では、エア噴出孔に切削屑等の異物が侵入しても、この異物は、装置本体の外周面に形成した凹溝を利用することで容易に除去することができる。前記凹溝は、装置本体の外側に取り付けられたシール部材を取り外すことで容易に除去作業を開始することができるので、装置全体をワーク加工機械から取り外す必要もなく、作業が短時間で終了して生産性に与える影響も小さい。 However, in the present invention, even if foreign matter such as cutting dust enters the air ejection hole, this foreign matter can be easily removed by using the concave groove formed on the outer peripheral surface of the apparatus main body. The concave groove can be easily removed by removing the sealing member attached to the outside of the apparatus main body, so that it is not necessary to remove the entire apparatus from the work processing machine, and the work can be completed in a short time. The impact on productivity is small.
本発明は、前記装置本体に、前記ワークの凹凸部分と係合するゲージ部材を設け、前記エア噴出孔を、前記ゲージ部材が前記凹凸部分と係合したときに前記ワークによって閉塞されるように配置した構成としてもよい。
このように構成すれば、ワークの検知だけでなく、ワークに形成された凹凸形状が、予め設定された凹凸形状に一致しているかどうかも検査することができる。例えば、ワークの加工終了後に装置本体と前記ワークとが相対的に移動した場合において、前記ワークの凹凸形状が異常であると、前記ゲージ部材と前記凹凸部分とが係合せず、エア噴出孔がワークによって閉塞されないため、ワークと装置本体との当接が検知されず、この結果に基づいて、ワークの凹凸形状の良否を判断することができる。このように、本発明によれば、ワークの連続加工等を行う場合に、専用の検査工程を追加することなく、ワークの凹凸形状の検査を行うことが可能になる。
In the present invention, the apparatus main body is provided with a gauge member that engages with the concavo-convex portion of the workpiece, and the air ejection hole is closed by the workpiece when the gauge member engages with the concavo-convex portion. An arrangement may be adopted.
If comprised in this way, it can test | inspect not only the detection of a workpiece | work but whether the uneven | corrugated shape formed in the workpiece | work corresponds with the uneven | corrugated shape set beforehand. For example, when the apparatus main body and the workpiece move relative to each other after the workpiece is finished, if the irregular shape of the workpiece is abnormal, the gauge member and the irregular portion are not engaged, and the air ejection hole is Since the workpiece is not closed, the contact between the workpiece and the apparatus main body is not detected, and the quality of the uneven shape of the workpiece can be determined based on this result. As described above, according to the present invention, it is possible to inspect the concavo-convex shape of a workpiece without adding a dedicated inspection step when performing continuous machining or the like of the workpiece.
本発明は、種々のワークの加工に適応することが可能である。例えば、前記凹凸がワークに対する加工によって形成される予め設定された孔径及び深さを有する孔である場合には、前記ゲージ部材として前記孔の軸線と同一の軸線上に配置され、前記孔径と同一の外径を有する軸体を使用し、この軸体の先端を前記孔の深さに応じた長さだけ前記装置本体から突出させるとよい。
この構成によれば、前記孔を形成する工具の一部に欠損があって、孔径が正常で孔深さの一部に異常がある場合に、前記ゲージ部材が孔の端部に当接し、前記装置本体とワークとが当接しないことによって、加工の異常を検査することが可能になる。
なお、前記ゲージ部材は、前記装置本体に対して位置調整自在又は交換自在とするのがよい。
このようにすることで、孔径や孔深さ等の凹凸形状が異なるものに切り替わっても、前記ゲージ部材の位置を調整したり交換したりすることで迅速に対応することが可能になる。
The present invention can be applied to machining of various workpieces. For example, when the unevenness is a hole having a preset hole diameter and depth formed by machining the workpiece, the gauge member is arranged on the same axis as the axis of the hole, and is the same as the hole diameter. It is preferable to use a shaft body having an outer diameter of 2 mm and project the tip of the shaft body from the apparatus main body by a length corresponding to the depth of the hole.
According to this configuration, when there is a defect in a part of the tool that forms the hole, and the hole diameter is normal and there is an abnormality in a part of the hole depth, the gauge member abuts on the end of the hole, Since the apparatus main body and the workpiece do not come into contact with each other, it is possible to inspect the processing abnormality.
The gauge member is preferably position adjustable or replaceable with respect to the apparatus main body.
By doing in this way, even if it changes to what has uneven | corrugated shapes, such as a hole diameter and a hole depth, it becomes possible to respond quickly by adjusting the position of the said gauge member, or replacing | exchanging.
さらに、本発明のワーク検知装置は、ワークに塑性加工を施す加工機械や組立機のように、ワークの加工又は組立(以下、本明細書では、加工や組立を総称して「加工」と記載する)をするあらゆる種類の機器に適用が可能である。例えば、前記機器が、ワークを把持するチャックを備えた主軸と、この主軸に対して相対的に移動が可能な移動体とを有する機器である場合は、前記移動体に前記装置本体を装着し、前記ワークと装置本体との相対移動によって前記ワークの装置本体への当接を検知するようにすればよい。 Furthermore, the workpiece detection apparatus of the present invention is a workpiece processing or assembly (hereinafter referred to as “processing” in this specification), like a processing machine or an assembly machine that performs plastic processing on a workpiece. It can be applied to all kinds of devices that For example, when the device is a device having a main shaft provided with a chuck for gripping a workpiece and a moving body that can move relative to the main shaft, the apparatus main body is mounted on the moving body. The contact of the workpiece with the apparatus main body may be detected by the relative movement between the workpiece and the apparatus main body.
本発明の方法は、ワークに対向して配置された装置本体に、前記装置本体と前記ワークとの相対移動により前記装置本体に当接した前記ワークよって閉塞されるようにエア噴出孔を設け、前記装置本体と前記ワークとの相対移動による前記エア噴出孔内のエアの圧力の変化に基づき、前記装置本体への前記ワークの当接を検知するワーク検知方法において、外周面に凹溝を形成し、この凹溝にエア噴出孔を連通させるとともに前記前記凹溝を外周側からシール部材で閉塞した前記装置本体を準備し、閉塞状態の前記凹溝内に圧縮エアを供給することによって前記エア噴出孔からエアを噴出させる方法である。
また、前記ワークの凹凸部分と係合するゲージ部材を前記装置本体に設け、前記エア噴出孔を、前記ゲージ部材が前記凹凸部分と係合したときに前記ワークによって閉塞されるように配置してもよい。
この方法によれば、ワークの検知とワークの凹凸検査とを同時に行うことができるので、例えば、ワークの連続加工を行う場合に、専用の検査工程を追加することなく、ワークの加工状態の検査を行うことが可能になる。
In the method of the present invention, an air ejection hole is provided in an apparatus main body disposed opposite to a work so as to be closed by the work abutting on the apparatus main body due to relative movement between the apparatus main body and the work, In the workpiece detection method for detecting contact of the workpiece to the device main body based on a change in air pressure in the air ejection hole due to relative movement between the device main body and the workpiece, a concave groove is formed on the outer peripheral surface. Then, an air ejection hole is communicated with the concave groove, and the apparatus body is prepared by closing the concave groove with a seal member from the outer peripheral side, and compressed air is supplied into the closed concave groove to supply the air. In this method, air is ejected from the ejection holes.
Further, a gauge member that engages with the uneven portion of the workpiece is provided in the apparatus main body, and the air ejection hole is disposed so as to be blocked by the workpiece when the gauge member engages with the uneven portion. Also good.
According to this method, since the workpiece detection and the workpiece unevenness inspection can be performed at the same time, for example, when the workpiece is continuously machined, the workpiece machining state is inspected without adding a dedicated inspection process. It becomes possible to do.
本発明によれば、切削屑等の異物がエア噴出孔に詰まっても、容易に異物を除去することができる。また、ゲージ部材を併せて設けることで、ワークに形成された凹凸形状が正常か否かを判断することができる他、例えば、工具の折損や一部欠損等によって生じた加工異常の発生を、加工機や組立機等の機器からワークを取り外すことなく、早期に発見することができる。このように、ワーク検知と凹凸検査とを同時に行うことできるようにすることで、例えばワークの連続加工を行う場合において、検査のための工程を追加する必要がなくなり、ワークの加工効率を低下させたり、加工コストを上昇させたりすることがない。 According to the present invention, even if foreign matter such as cutting waste is clogged in the air ejection hole, the foreign matter can be easily removed. In addition, by providing a gauge member together, it is possible to determine whether or not the uneven shape formed on the workpiece is normal, for example, the occurrence of machining abnormalities caused by breakage or partial chipping of tools, It can be discovered early without removing the workpiece from equipment such as a processing machine or an assembly machine. In this way, by enabling the workpiece detection and the unevenness inspection to be performed at the same time, for example, when performing continuous machining of the workpiece, it is not necessary to add a process for inspection, and the machining efficiency of the workpiece is reduced. And processing costs are not increased.
以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
[ワーク検知装置の第一の実施形態]
本発明のワーク検知装置は、ワークの有無やワークの位置決め状態など、ワークの諸状態を判断するのに利用することができるが、以下の説明では、主としてワークの位置決め状態を検査するものとして説明する。
図1は、ワーク検知装置をワーク位置検査システムに適用した本発明の第一の実施形態にかかり、(a)はこの実施形態のワーク検知装置を備えたワーク位置検査システムの全体構成を説明する図、(b)は、(a)のワーク検知装置の断面図、(c)は(a)のワーク検知装置の正面図、(d)は、凹溝の深さとエア噴出孔の孔径との関係の一例を説明する部分拡大図である。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First embodiment of workpiece detection apparatus]
The workpiece detection device of the present invention can be used to determine various states of the workpiece, such as the presence or absence of the workpiece and the positioning state of the workpiece. However, in the following description, it is assumed that the workpiece positioning state is mainly inspected. To do.
FIG. 1 relates to a first embodiment of the present invention in which a workpiece detection apparatus is applied to a workpiece position inspection system. FIG. 1A illustrates the overall configuration of a workpiece position inspection system including the workpiece detection apparatus of this embodiment. (B) is a cross-sectional view of the workpiece detection device of (a), (c) is a front view of the workpiece detection device of (a), and (d) is the depth of the concave groove and the hole diameter of the air ejection hole. It is the elements on larger scale explaining an example of a relationship.
ワーク位置検査システム1は、ワークWを当接させてワークWの位置決めを行うと同時に、位置決めが正常に行われているかどうかを検査するためのワーク検知装置10と、一定圧力の圧縮エアを発生させてワーク検知装置10に供給するエアポンプ等のエア供給源11と、このエア供給源11からワーク検知装置10に供給されるエアの圧力を検出して圧力信号を出力する圧力計12と、ワーク検知装置10をワークWに対して相対的に進退移動させる駆動部13と、エア供給源11からワーク検知装置10へのエアの供給及び停止の制御と駆動部13の駆動及び停止の制御とを行うとともに、圧力計12からの前記圧力信号に基づいて、ワーク検知装置10がワークWを正常に検知したかどうかを判断する判断部14とを有している。
The workpiece
ワーク検知装置10は、(b)及び(c)に示すように、例えば工作機械の刃物台やテールストッカ,背面主軸台その他の移動体に装着されるこの実施形態における装置本体としての本体101と、この本体101の一端(図の右端)に形成され、駆動部13によるワーク検知装置10とワークWとの相対移動によってワークWの端面Waと面接触状態で当接する端面102と、本体101の一端側の内部に形成され、端面102で各々開口する複数(本実施形態では三つ)のエア噴出孔104と、本体101の内部に形成されエア噴出孔104に連通するとともに、エア供給源11から供給されたエアをエア噴出孔104に送るエア流通孔105とを有している。また、符号110は、本体101の外周面の一部を切り欠いて形成された平坦面で、例えば固定用のボルトを平坦面110に押し付けることで、後述するような工作機械の刃物台等に本体101を装着することができる。
As shown in (b) and (c), the
エア噴出孔104は、ワークWの端面Waと面接触する領域内で開口するように形成される。この実施形態では、(c)に示すように、三箇所でエア噴出孔104が開口するように形成しているが、エア噴出孔104が開口する箇所は二箇所であっても良いし、四箇所以上であってもよい。なお、エア噴出孔104の開口は一箇所であってもよいが、切削屑等の異物がエア噴出孔104の一つに詰まってもワーク位置検査を正常に行えるようにするために、二箇所以上とするのがよく、三箇所以上とするのがより好ましい。また、この実施形態では、エア噴出孔104の三つの開口は、軸線Cを中心とする同一の円周を均等分割する位置に設けられているが、必ずしも開口箇所は同一の円周上であったり均等間隔であったりする必要はない。
また、エア噴出孔104は、例えば、NC旋盤等の主軸チャックに把持させた本体101を所定の回転角度位置に位置決めして固定し、この状態で本体101の端面102と外周側の凹溝101cとからドリルで穿孔加工を施すことで、容易に凹溝101cに連通させることができる。これにより複数のエア噴出孔104を容易に形成することができる。
The
Further, the
本体101の一端部分は、他の部分より外径の小さい小径部101dとして形成されている。この小径部101dの外周面には、その全周にわたって凹溝101cが形成されている。この凹溝101cは、本体101の一端側から筒状のシール部材108を小径部101dに外嵌することで外周側から閉塞される。
シール部材108を本体101に固定する手段としては、公知の種々のものを用いることができる。例えば、(b)に示すように、ボルト111でシール部材108を本体101に固定するようにしてもよい。また、図3に示すように、シール部材108の他端内周面を螺旋孔108aとして形成し、この螺旋孔108aに螺合する螺旋部101eを本体101の外周面に形成して、両者が螺合することで、シール部材108を本体101に取り付けるようにしてもよい。
One end portion of the
Various known means can be used as means for fixing the
複数のエア噴出孔104の他端及びエア流通孔105の一端は、この凹溝101cの底部に連通している。エア流通孔105の他端は、本体101の他側に開口し、この開口に螺着されたコネクタ109及びコネクタ109に接続された図示しない配管を介して、エア供給源11に接続される。エア供給源11からエア流通孔105を経て供給されたエアは、凹溝101cから複数のエア噴出孔104のそれぞれに分配され、端面102の開口のそれぞれから同じ圧力で噴き出される。エア噴出孔104に侵入し、その内部で詰まった切削屑等の異物は、シール部材108を本体101から取り外して、例えばエア噴出孔104の開口側から又は凹溝101c側から針金等を挿入することで、凹溝101c側又はエア噴出孔104の開口側から外に押し出すことができる。
The other ends of the plurality of air ejection holes 104 and one end of the
なお、凹溝101cの溝深さH(図1(d)参照)は、エア噴出孔104の孔径Dよりも小さくするのが好ましい。凹溝101cの溝深さHを孔径Dより小さくすることで、エア噴出孔104の孔径Dとほぼ等しい外寸を有する異物が、凹溝101cを通ってエア流通孔105に侵入することを防止でき、かつ、シール部材108を取り外すことで、凹溝101cとエア噴出孔104との境界部分で詰まっている前記異物を容易に除去することができる。
The groove depth H (see FIG. 1D) of the concave groove 101c is preferably smaller than the hole diameter D of the
前記エア噴出孔104は、ワーク検知装置10とワークWとの相対移動によるワークWの端面Waと本体101の端面102との当接によって、ワークWの端面Waにより開口が密閉される。該ワークWによるエア噴出孔104の閉塞によって、エア供給源11からワーク検知装置10に供給されるエアの圧力が上昇する。判断部14は、圧力計12が検出した圧力が予め設定された基準値を越えているか否かを判断する。そして、前記基準値を越えていると判断した場合は、ワークWの端面Waと本体101の端面102とが当接し、ワークWの位置決めが正常に行われていると判断する。また、基準値を越えない場合は、ワークWの端面Waと本体101の端面102とが当接せず、エア噴出孔104が閉塞されずに開放しているため、ワークWの位置決めに異常が発生したと判断して、以後の動作を禁止するとともに、アラーム等で異常の発生を報知する。なお、本体101と前記ワークWとが相対移動しない状態で、エア供給源11からワーク検知装置10に供給されるエア圧が予め設定された値より大きくなることによって、エア噴出孔104から侵入した切削屑等の異物の詰まりを検知することができる。ただし、前記切削屑等の異物は、前記のようにシール部材108を本体101から取り外すことによって容易に除去することができる。
The opening of the
[ワーク検知装置の第二の実施形態]
図2は、本発明のワーク検知装置の第二の実施形態にかかり、(a)はこの実施形態のワーク検知装置の断面図、(b)はワーク検知装置の正面図である。なお、図2において、図1のワーク検知装置と同一部位,同一部材には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
この実施形態では、ワークWの端面Waの中央に、予め設定された孔径及び深さの孔(凹凸)Wbが加工によって形成されているものとする。そして、この実施形態のワーク検知装置10′は、孔Wbが予め設定された寸法とおりに加工されているかどうかを検査する。
[Second Embodiment of Work Detection Device]
FIG. 2 is related to 2nd embodiment of the workpiece | work detection apparatus of this invention, (a) is sectional drawing of the workpiece | work detection apparatus of this embodiment, (b) is a front view of a workpiece | work detection apparatus. In FIG. 2, the same parts and members as those of the workpiece detection apparatus of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
In this embodiment, it is assumed that a hole (unevenness) Wb having a preset hole diameter and depth is formed in the center of the end surface Wa of the workpiece W by machining. And the workpiece | work detection apparatus 10 'of this embodiment test | inspects whether the hole Wb is processed according to the dimension set beforehand.
ワーク検知装置10′の本体101には、その中心に貫通孔101aが形成され、この貫通孔101aを挿通して、ワークWの孔Wbと同一の軸線C上にゲージ部材としての軸体103が配置されている。この軸体103は、ワークWの孔Wbの内径と同一寸法の外径を有し、孔Wbの有効深さと等しい長さ分だけその先端を端面102から突出させて本体101に固定されている。軸体103の途中部位には、外周面の一部を切り欠いてなる平坦面103aが形成されていて、本体101の外周面から貫通孔101aまで貫通して形成された螺旋孔101bにボルト106を螺入し、このボルト106の先端を平坦面103aに押し付けることで、軸体103が本体101に対して固定される。なお、この第二の実施形態においては、本体101に固定されたゲージ部材である軸体103を含めて、本発明の「装置本体」が構成される。
A through hole 101a is formed at the center of the
また、この実施形態では、螺旋孔101bに挿通する貫通孔をシール部材108に形成し、螺旋孔101bからボルト106bの先端を貫通孔に突出させてシール部材108の回り止め及び抜け止めとしている。
さらに、図示するように、軸体103の他端側に目盛り103bを形成することで、端面102からの軸体103の突出長さを微調整することが容易になる。
Further, in this embodiment, a through hole inserted into the spiral hole 101b is formed in the
Further, as shown in the figure, by forming the scale 103b on the other end side of the
図4は、第二の実施形態のワーク検知装置10′を、NC旋盤等の工作機械に取り付けた一例を示すものである。なお、特に図示はしないが、第一の実施形態のワーク検知装置10についても、第二の実施形態のワーク検知装置10′と同様にNC旋盤等の工作機械に取り付けることができる。
この工作機械は、Z軸方向に進退移動自在な主軸21と、X軸方向及びY軸方向(図3の紙面に垂直な方向)に移動自在な刃物台22とを有している。刃物台22は、工具Tを保持する工具ポスト23をY軸方向に複数有していて、刃物台22のY軸方向の移動によって、工具ポスト23に装着された複数の工具Tの中から所定の工具Tを割り出す櫛歯形の刃物台である。ワーク検知装置10′は、複数の工具ポスト23のうちの一つに、ボルト24等によって装着される。
FIG. 4 shows an example in which the
This machine tool has a
この場合、ワーク検知装置10′をワークWに対して進退移動させる駆動部13は、主軸21をZ軸方向に進退移動させる駆動部であり、ワーク加工が正常か否かを判定する判断部14は、工作機械の制御装置に設けてもよい。また、エア供給源11(図1参照)や圧力計12は、工作機械の外部に設けてもよいが内部に設けてもよい。
なお、ワーク検知装置10′を工作機械に設ける場合は、図4に示すような刃物台22に限らず、テールストックや背面主軸等の既存の他の移動体に設けてもよいし、ワーク検知装置10′を装着するための専用の移動体を設けてもよい。
In this case, the drive unit 13 that moves the workpiece detection apparatus 10 'forward / backward with respect to the workpiece W is a drive unit that moves the
When the work detection device 10 'is provided on the machine tool, the work detection device 10' is not limited to the tool post 22 as shown in FIG. 4, and may be provided on another existing moving body such as a tailstock or a back spindle, or the work detection. A dedicated moving body for mounting the device 10 'may be provided.
次に、図5を参照しながら、第二の実施形態のワーク検知装置10′の作用について説明する。
(a)に示すように、ワークWの端面Waに孔Wbが正常に形成されている場合は、主軸21のZ軸方向への移動によって、端面102から突出する軸体103の先端が孔Wbに挿入されてワークWの端面Waと端面102とが当接し、エア噴出孔104の開口が端面Waによって密閉されて、エア供給源11からワーク検知装置10に供給されるエアの圧力が上昇する。判断部14は、圧力計12が検出した圧力が予め設定された基準値を越えると、孔Wbが正常に形成され、ワークWの位置決めが正常に行われてワークWの端面Waと本体101の端面102とが当接したと判断する。
Next, the operation of the
As shown to (a), when the hole Wb is normally formed in the end surface Wa of the workpiece | work W, the front-end | tip of the
(b)及び(c)に示すように、工具の折損等により孔Wbが全く形成されない場合や工具装着ミスにより規定より小さい孔径の孔Wbが形成された場合若しくは工具の一部欠損により孔Wbが規定の深さまで加工されていない場合は、軸体103の先端が端面Waに突き当たること又は端面102が端面Waに当接するより早く孔Wbの底部に軸体103の先端が突き当たり、端面Waと端面102との間に隙間が生じ、エア噴出孔104が閉塞されない。そのため、エア噴出孔104の開口から噴出されたエアが前記の隙間から漏出して、ワークWの端面Waと本体101の端面102との当接による圧力上昇が発生せず、ワークWの端面Waと本体101の端面102との当接が検知されないから、判断部14はワークWの加工に異常が発生したと判断する。
この実施形態では、上記したように、ワークWとワーク検知装置10′との当接をエア圧の上昇に基づき検知することによって、孔Wbの加工異常を検出することができる。
As shown in (b) and (c), when the hole Wb is not formed at all due to breakage of the tool, or when the hole Wb having a smaller hole diameter is formed due to a tool mounting error, or due to a part of the tool being broken, the hole Wb Is not machined to the specified depth, the tip of the
In this embodiment, as described above, the processing abnormality of the hole Wb can be detected by detecting the contact between the workpiece W and the workpiece detector 10 'based on the increase in air pressure.
[加工工程の説明]
図6は、第二の実施形態のワーク検知装置10′を用いて、ワークの位置決めと加工検査とを同時に行う加工工程の一例を示す図である。
この例では、図4に示す工作機械の主軸21のチャックに長尺のワークWを把持させ、主軸21の後方に配置された図示しない棒材送り装置でワークWを製品一つ分(製品寸法+突っ切り幅)ずつ送りながら、製品の連続加工を行うようにするものとする。また、ワーク検知装置10′は、刃物台22の工具ポスト23に装着されているものとする。
[Description of processing steps]
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a machining process in which the workpiece positioning and the machining inspection are simultaneously performed using the
In this example, a long workpiece W is gripped by the chuck of the
(a)に示すように、突っ切りバイトTaでワークWの先端を突っ切り、加工の終了した製品Pを切り離す。
次に、刃物台22(図4参照)のY軸方向の工具割り出し動作により、ドリルTbを加工位置に割り出し、(b)に示すように、このドリルTbでワークWの端面Waに予め設定された径及び深さの孔Wbを形成する。
孔Wbの加工終了後は、刃物台22(図4参照)のY軸方向の工具割り出し動作によりワーク検知装置10′をワークWに対峙する位置に割り出し、(c)に示すように、所定位置に位置決めする。そして、(d)に示すように、ワークWをワーク検知装置10′の端面102に当接するまで送る。ワーク検知装置10′の端面102にワークWの端面Waが当接することでワークWの先端の位置決めが行われ、これと同時に、ワークWの位置検査と孔Wbの加工の検査が行われる。検査の結果、位置決めと加工が正常に行われたと判断されれば、(a)に戻り、(b)〜(d)の動作を繰り返す。
As shown to (a), the front-end | tip of the workpiece | work W is cut off with the cut-off tool Ta, and the finished product P is cut off.
Next, the drill Tb is indexed to the machining position by the tool indexing operation of the tool post 22 (see FIG. 4) in the Y-axis direction, and the end surface Wa of the workpiece W is preset by the drill Tb as shown in FIG. A hole Wb having a diameter and a depth is formed.
After the processing of the hole Wb is finished, the workpiece detection device 10 'is indexed to a position facing the workpiece W by the tool indexing operation in the Y-axis direction of the tool post 22 (see FIG. 4), and as shown in FIG. Position to. Then, as shown in (d), the work W is sent until it comes into contact with the
[ワーク検知装置の第三の実施形態]
上記の第二の実施形態では、凹凸形状の一例として孔Wbを挙げて説明したが、本発明は、孔以外の他の凹凸形状にも適用が可能である。
図7は、本発明のワーク検知装置の第三の実施形態にかかり、(a)及び(c)はその構成及び作用を説明する先端部分の断面図、(b)はワーク検知装置の正面図である。
なお、図7において先の実施形態のワーク検知装置と同一部位、同一部材には同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
この実施形態においてワークW′の加工は、エンドミル等の工具をY軸方向に移動させながら端面Wa′の一部をY軸方向に切削することで、段付き状の切欠き部Wb′が形成されるものとする。また、この実施形態のワーク検知装置10″は、第一の実施形態のワーク検知装置10と同様に、本体101,貫通孔101a,螺旋孔101b,溝101c,小径部101d,エア噴出口104,エア流通孔105,ボルト106等を有している。
[Third embodiment of workpiece detection apparatus]
In the second embodiment, the hole Wb has been described as an example of the uneven shape, but the present invention can also be applied to other uneven shapes other than the hole.
FIGS. 7A and 7B relate to a third embodiment of the workpiece detection apparatus according to the present invention, in which FIGS. 7A and 7C are cross-sectional views of the tip portion explaining the configuration and operation, and FIG. 7B is a front view of the workpiece detection apparatus. It is.
In FIG. 7, the same parts and members as those of the workpiece detection device of the previous embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
In this embodiment, the workpiece W ′ is formed by cutting a part of the end face Wa ′ in the Y-axis direction while moving a tool such as an end mill in the Y-axis direction, thereby forming a stepped notch Wb ′. Shall be. Further, the
ワーク検知装置10″は、第二の実施形態の軸体103の代わりに、ブロック状のゲージ部材120を本体101の一端に一体的に取り付けている。なお、この第三の実施形態では、本体101に一体的に取り付けられたゲージ部材120を含めて、本発明の「装置本体」が構成される。
ゲージ部材120は、図7(a)に示すように、ワークW′の端面Wa′及び切欠き部Wb′と合致する形状に形成された段付き状の当接面121aを一端に有するゲージ部121と、このゲージ部121の他側に突出形成され、本体101の貫通孔101aに挿入される軸部122とから構成されている。軸部122の外周面には平坦面122aが形成されていて、本体101の螺旋孔101bに螺入されたボルト106によって、ゲージ部材120が所定の回転角度位置で本体101に固定される。
In the
As shown in FIG. 7A, the gauge member 120 has a stepped contact surface 121a formed at a shape matching the end surface Wa ′ and the notch Wb ′ of the workpiece W ′ at one end. 121 and a shaft portion 122 that protrudes from the other side of the
ゲージ部121の内部には、本体101のエア噴出孔104の各々に連通する複数のエア噴出孔121bが形成されている。そして、各エア噴出孔121bのそれぞれが、ワークW′に当接する当接面121aで開口している。なお、図7(b)に示すように、この実施形態では、エア噴出孔121bは、ワークW′の端面Waの形状に合わせて形成された段付き状の当接面121aの上段部分の一箇所と、下段部分の三箇所で開口している。
このようにすることで、例えば図7(c)に示すように、エンドミル等の工具の一部が欠損していて、端面Wa′と切欠き部Wb′との間に加工残りが生じているような場合に、前記加工残りによって当接面121aがワークW′の端面Wa′に当接できず、そのためエア噴出孔121bから噴出されたエアがゲージ部材120とワークWとの間の隙間から漏出するため、当接面121aとワークW′の端面Wa′との当接が検出できないことによって、加工に異常が生じたと判断することができる。
なお、第二及び第三の実施形態のように、本体101からゲージ部材である軸体103やゲージ部材120を突出させても、第一の実施形態と同様に、一つ又は複数のエア噴出孔104を軸体103やゲージ部材120の外側に形成することは容易であり、軸体103やゲージ部材120を有し、複数のエア噴出孔104を備えたワーク検知装置を容易に製造することができる。
A plurality of air ejection holes 121 b communicating with each of the air ejection holes 104 of the
By doing so, for example, as shown in FIG. 7C, a part of a tool such as an end mill is missing, and a machining residue is generated between the end face Wa ′ and the notch Wb ′. In such a case, the contact surface 121a cannot be brought into contact with the end surface Wa ′ of the workpiece W ′ due to the processing residue, so that the air ejected from the air ejection hole 121b is generated from the gap between the gauge member 120 and the workpiece W. Since the leakage occurs, it is possible to determine that an abnormality has occurred in machining because the contact between the contact surface 121a and the end surface Wa ′ of the workpiece W ′ cannot be detected.
Note that, as in the second and third embodiments, even if the
本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態により何ら限定されるものではない。
例えば、第二及び第三の実施形態では、主軸のチャックに把持されたワークを加工して孔や切欠きを形成し、これら孔や切欠きを検査するものとして説明したが、これらの実施形態は、孔や切欠きが予め形成されたワークを使用する場合にも適用が可能で、主軸のチャックに供給されるワークの中に、孔や切欠きが形成されていない不良ワークが誤って混入していても、この不良ワークを検出することができる。
Although preferred embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
For example, in the second and third embodiments, the workpiece gripped by the chuck of the main shaft is processed to form holes and notches, and these holes and notches are inspected. However, these embodiments are described. Can also be applied when using workpieces with holes and notches formed in advance. Defective workpieces with no holes or notches are mistakenly mixed with workpieces supplied to the spindle chuck. Even so, this defective workpiece can be detected.
本発明は、ワークに塑性加工を施す工作機械や組立機のように、ワークを加工するあらゆる種類の機器に適用が可能である。 The present invention can be applied to all kinds of equipment that processes a workpiece, such as a machine tool or an assembly machine that performs plastic processing on a workpiece.
1:ワーク位置検査システム
10,10′,10″:ワーク検知装置
101:本体(装置本体)
101a:貫通孔
101b:螺旋孔
101c:凹溝
101d:小径部
102:端面
103:軸体
103a:平坦面
103b:目盛り
104:エア噴出孔
105:エア流通孔
106:ボルト
108:シール部材
109:コネクタ
110:平坦面
111:ボルト
11:エア供給源
12:圧力計
13:駆動部
14:判断部
1: Work
101a: Through hole 101b: Spiral hole 101c: Concave groove 101d: Small diameter part 102: End surface 103: Shaft body 103a: Flat surface 103b: Scale 104: Air ejection hole 105: Air flow hole 106: Bolt 108: Seal member 109: Connector 110: Flat surface 111: Bolt 11: Air supply source 12: Pressure gauge 13: Drive unit 14: Determination unit
Claims (7)
前記装置本体の外周面に凹溝を形成し、
この凹溝に、前記エア噴出孔を連通させ、
前記凹溝を外周側から閉塞するシール部材を前記装置本体の外周面に着脱自在に取り付け、
閉塞状態の前記凹溝内に圧縮エアを供給することによって前記エア噴出孔からエアを噴出させること、
を特徴とするワーク検知装置。 An air ejection hole is provided in the apparatus main body arranged opposite to the work, and the air ejection hole is closed by the work abutting on the apparatus main body due to relative movement between the apparatus main body and the work. In the workpiece detection device that is disposed in the device main body and detects the contact of the workpiece with the device main body based on a change in the pressure of the air in the air ejection hole with relative movement between the workpiece and the device main body.
Forming a ditch on the outer peripheral surface of the device body,
The air ejection hole is communicated with the concave groove,
A seal member for closing the concave groove from the outer peripheral side is detachably attached to the outer peripheral surface of the apparatus main body,
Injecting air from the air ejection holes by supplying compressed air into the recessed grooves in the closed state;
Work detection device characterized by
外周面に凹溝を形成し、この凹溝にエア噴出孔を連通させるとともに前記前記凹溝を外周側からシール部材で閉塞した前記装置本体を準備し、
閉塞状態の前記凹溝内に圧縮エアを供給することによって前記エア噴出孔からエアを噴出させること、
を特徴とするワーク検知方法。 An apparatus main body arranged opposite to the work (W) is provided with an air ejection hole so as to be closed by the work contacting the apparatus main body by relative movement of the apparatus main body and the work. In a workpiece detection method for detecting contact of the workpiece with the apparatus main body based on a change in air pressure in the air ejection hole due to relative movement between the workpiece and the workpiece,
A groove is formed on the outer peripheral surface, an air ejection hole is communicated with the groove, and the apparatus body is prepared by closing the groove with a seal member from the outer peripheral side,
Injecting air from the air ejection holes by supplying compressed air into the recessed grooves in the closed state;
A workpiece detection method characterized by
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