JPH032622B2 - - Google Patents

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JPH032622B2
JPH032622B2 JP61500937A JP50093786A JPH032622B2 JP H032622 B2 JPH032622 B2 JP H032622B2 JP 61500937 A JP61500937 A JP 61500937A JP 50093786 A JP50093786 A JP 50093786A JP H032622 B2 JPH032622 B2 JP H032622B2
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JP
Japan
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tool
machine
turbine
spindle
driven
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JP61500937A
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Deibitsudo Koringutsudo
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Renishaw PLC
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Renishaw PLC
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Publication date
Application filed by Renishaw PLC filed Critical Renishaw PLC
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/002—Constructional details of contacts for gauges actuating one or more contacts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/0009—Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02—Driving main working members
    • B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B23Q5/043—Accessories for spindle drives
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
    • Y10T408/83—Tool-support with means to move Tool relative to tool-support
    • Y10T408/85—Tool-support with means to move Tool relative to tool-support to move radially

Description

請求の範囲 １ 圧力流体供給機構２９Ａ，３０，３５，４９
を有して加工片に加工を施すための工具を支持し
得る可動部材１０、電気回路１８，４５を備えた
工具１２，４８、該工具を前記可動部材に着脱自
在に連結するための連結手段１５を有する機械に
おいて、 前記工具１２，４８は、前記機械から供給され
る圧力流体によつて、当該工具の作動中に駆動さ
れるようになされた被駆動手段２６，４７と、該
被駆動手段２６，４７に駆動連結されて前記電気
回路１８，４５に電力を供給する発電機２５，４
３とを含むことを特徴とする機械。
２ 前記工具１２，４８は、流体流れ管２８，２
７；３６，２７と、該流れ管を圧力流体供給機構
２９Ａ，３０，３５に着脱自在に連結するための
連結手段１５，３４とを含み、前記被駆動手段２
６，４７は前記流体流れ管内に配置されて、作動
中に該流れ管を貫流する圧力流体によつて駆動さ
れるようになされたことを特徴とする請求の範囲
第１項記載の機械。
３ 前記電気回路１８は非磁性隔壁３１によつて
前記流体流れ管から離隔された工具のハウジング
１４内に収容され、前記発電機２５は前記隔壁の
両側に配置された部品３２Ａ，３２Ｂを有する磁
気カツプリング３２によつて前記被駆動手段２
６，４７に連結されたことを特徴とする請求の範
囲第１項あるいは第２項記載の機械。
４ 前記圧力流体は機械のスピンドル１０を貫通
するダクト２９Ａを通して前記工具内の流体流れ
管２８，２７に供給されるようにしたことを特徴
とする請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
の項に記載の機械。
５ 前記流体流れ管３６は前記工具のハウジング
１４から外方に延在する延長部３３を有し、該延
長部は、前記機械のハウジング１１Ａに設けら
れ、前記圧力流体を貫流させて前記流体流れ管３
６に供給するようにしたコネクタ３５と係合する
ようになされた係合手段３４を含むことを特徴と
する請求の範囲第２項記載の機械。
６ 前記被駆動手段２６，４７は軸流タービン２
６であることを特徴とする請求の範囲第１項ない
し第５項のいずれかの項に記載の機械。
７ 前記被駆動手段２６，４７はペルトン水車４
７であることを特徴とする請求の範囲第１項記載
の機械。
８ 前記発電機は、前記ペルトン水車と共に回転
するように支持された磁石４０と、前記電気回路
１８，４５に接続されて該電気回路に電力を供給
するコイル４３とを含むことを特徴とする請求の
範囲第７項記載の機械。
９ 前記工具１２，４８は前記電気回路１８，４
５に接続された蓄電池２４，４４を含み、前記発
電機は前記蓄電池に接続されたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項ないし第８項のいずれかの
項に記載の機械。
１０ 前記工具１２，４８は測定プローブ１２で
あることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第
９項のいずれかの項に記載の機械。
１１ 前記工具１２，４８は中ぐり棒４８である
ことを特徴とする請求の範囲第１項ないし第９項
のいずれかの項に記載の機械。
１２ 電気回路１８を含む感知器１６を有し、物
体表面を感知する測定プローブにおいて、流体流
れ管２８，２７；３６，２７と当該測定プローブ
の作動中に前記流れ管を貫流する圧力流体によつ
て駆動されるようになされた被駆動手段２６と、
該被駆動手段２６に駆動連結されて前記電気回路
に電力を供給するための発電機２５とを具えたこ
とを特徴とする測定プローブ。
１３ 前記被駆動手段２６はタービン２６である
ことを特徴とする請求の範囲第１２項記載の測定
プローブ。
１４ 切削具５０と、中ぐり棒の軸線に対して横
方向に前記切削具を動かすための電動機４６と、
該電動機を駆動するための電気回路４５とを含
み、加工片に切削加工を行なうための中ぐり棒４
８において、当該中ぐり棒４８のほぼ円筒状のハ
ウジング４２の外周面に回転可能に担持された磁
石４０と、該磁石を回転させるべく圧力流体によ
つて駆動されるようになされた被駆動手段４７
と、前記磁石が回転するときに電気を発生させて
前記電気回路に電力を供給するよう前記電気回路
に接続されたコイルを含む発電機とを具えたこと
を特徴とする中ぐり棒。
１５ 前記被駆動手段４７はタービンであること
を特徴とする請求の範囲第１４項記載の中ぐり
棒。
技術分野 本発明は数値制御（NC）式工作機械に用いら
れる工具、あるいは計測機械に用いられる測定プ
ローブ（以下において、それぞれを集合的あるい
は個々に工具と呼ぶ）に関する。
背景技術 かような機械は、加工片に対して異なる機械加
工あるいは計測作業を施すために異なる種類の工
具を自動的に交換する能力を有する。したがつ
て、各工具は容易かつ迅速に着脱できるよう機械
に取付けられなくてはならない。工具がその包囲
体内に電気回路を有する場合は、この回路の電源
を備えなければならず、そしてこの電源は機械に
あるいは工具内に設置しなければならない。そし
てなんらかの着脱自在型電気コネクタを工具と機
械との間に設ける必要がある。しかし、物理的な
電気接続法は機械を取り巻く環境による腐食の恐
れがあるので好ましくない。
電気回路に動力を供給するべく工具に蓄電池を
設け、誘導方式によつて工具と機械を電気接続す
る方法は、たとえば、米国特許第4145816号から
知られる。
工具内の蓄電池を用いて、光学式の遠隔操作シ
ステムに動力を与え、工具から機械へ無線で信号
を伝送する方法は、たとえば英国特許第2084737
号からも分る。
しかし、蓄電池の利用には欠点がある。すなわ
ち、現在の蓄電池の寿命は短いので、定期的に充
電させるか、蓄電池を交換しなければならない。
他の欠点は、とくに工具が小型であつて収容でき
る蓄電池が小さくなつてしまう場合に、得られる
電力量が限定されてしまうことである。したがつ
て、比較的高い電力を必要とする小型工具の場
合、蓄電池利用型にするのは最善の方法とは云え
ない。
発明の開示 本発明の目的は、上記課題を解決あるいはこれ
らの欠点を減少するべくなされた、工具の電気回
路に電力を供給する手段を提供することにある。
本発明によれば、加工片に加工を施せるよう工
具を支持できる可動部材を有し、圧力流体の供給
源を備え、電気回路を含む工具およびこの工具を
前記可動部材に着脱自在に連結するためにこの工
具内に設けられた連結手段を有する機械が提供さ
れるが、前記工具は作動中に上記機械から供給さ
れる圧力流体によつて駆動されるようになされた
被駆動手段と、この被駆動手段に駆動連結されて
前記電気回路に電力を供給するようになされた発
電機とを含むことを特徴とする。
本発明の一形態によれば、前記工具は流体流れ
管と、この流れ管を圧力流体供給源に着脱自在に
連結するための連結手段とを含み、前記被駆動手
段は流体流れ管内に配置されて、作動中に流れ管
内を流れる圧力流体によつて駆動されるようにな
つている。
前記被駆動手段はタービンあるいは、ペルトン
水車の形態でもよい。ペルトン水車の場合、水車
のバケツトは噴射圧力流体を当てることにより回
転する。
圧力流体は液体でも気体でもよく、それの供給
源は事前に機械内に設けてもよい。
また、本発明によれば、電気回路付の感知器を
有し、物体の表面を感知するためのプローブが提
供されるが、このプローブは、流体流れ管と、作
動中にこの管内を通る流体流によつて駆動される
ようになされた、上記電気回路に電力を供給する
ための発電機とを有することを特徴とする。
本発明は、工具内の電気回路が比較的高い電流
消費率を有するときにとくに用いられる。
【図面の簡単な説明】
本発明の一具体例が以下において説明される
が、その際に参照されるのは次の図面である。第
１図は測定プローブを含むマシニングセンターの
スピンドル組立体を示す縦断面図、第２図は中ぐ
り棒に適用される本発明の工具の他の形態を一部
断面で示す立面図である。
発明を実施するための最良の形態 第１図を参照するに、スピンドル組立体は、軸
受ハウジング１１Ａ内の軸受１１内で回転するよ
うに支持されそして自動式工具交換装置（図示せ
ず）によつて導入されてきた工具を支持するため
のスピンドル１０を含む。この具体例における工
具は、加工片１３の位置を計測，測定するためそ
れを感知するプローブ１２である。しかし明らか
なように、工具は、加工片に機械加工を実施する
のに用いられる普通の種類の切削工具であればな
んでもよい。スピンドル１０の軸線１０Ａは、あ
る方向を規定するが工具はこの方向に沿つてスピ
ンドルに出入りする。
プローブ１２は、これをスピンドル１０に着脱
自在に取付けるためのシヤンク１５をもつハウジ
ング１４を含む。シヤンク１５はテーパ状になつ
ており、クランプ爪１５Ｂを有する索引棒１５Ａ
によつてスピンドル１０内の対応テーパ部と係合
するよう索引される。この索引運動はスピンドル
１０の反対端にある作動機械（周知なので図示せ
ず）によつてなされる。
ハウジング１４は、光信号２０を出すための細
長い針１７、電気回路１８および発信器１９を含
む表面感知器１６を支持する。針１７の一端は回
路１８内に設けられた電気接点２２によりハウジ
ング１４内に支えられる。針の他端は自由であつ
て、加工片１３と係合する。スピンドルと加工片
が相対的に動くことによつて得られるかような係
合により、針は接点２２上の休止位置から動き出
す。かくして回路１８は開き、信号２０が発生
し、加工片の表面が感知されたことが分る。回路
２０と発信器１９はハウジング１４内の蓄電池２
４から電力を受ける。
バツテリ２４は、充電制御ユニツト（図示せ
ず）を介して機能する回転電気２５によつて充
電、あるいは充電状態が維持される。発電機２５
は、シヤンク１５内に設けられた供給ダクト２８
に接続されたタービン流れ管２７内に設置された
タービン２６によつて駆動される。ダクト２８は
スピンドル１０内のダクト２９からの入力２８Ａ
を有し、ダクト２９は軸受ハウジング１１Ａに取
付けられた空気圧縮機３０に連結される。
圧縮器３０によつて供給された圧縮空気は、両
ダクト２８，２９を通つてタービン２６に達し、
これを駆動し発電機２５を動かす。電気部品に流
体がかからないよう、ダクト２７は非磁性材料の
隔壁３１により発電機２５から隔絶され、発電気
２５は隔壁３１の両側にあるエレメント３２Ａ，
３２Ｂを備えた磁気カツプリング３２によりこの
隔壁を通してタービン２６と連結される。ダクト
２７は出口２７Ａを備えており、ここを出た空気
は針１７に向い、被測定表面に清掃用の空気流を
送り込む。
多くの工作機械には、シヤンクテーパを索引棒
１５Ａを用いてスピンドル内にクランプする直前
にプローブ１２のテーパシヤンク１５を清掃する
ための圧縮空気源が事前に備えられている。圧縮
空気はスピンドルの中心にある索引棒の破線で示
すダクト２９Ａを通して供給される。この空気は
タービン２６に対する圧力流体の代わりにするこ
とができる。これは、索引棒の爪１５Ｂ内に穴２
９Ｂを備えて空気がダクト２９内に確実に流れる
ように工作機械を改造するだけで採用できる代替
法である。またこの方法によれば、テーパシヤン
クとスピンドルテーパ間のはめ合せにより気密性
も確実に保持されるので、スピンドル内の気圧低
下を防ぐ対策は必要なくなる。
スピンドル１０は好ましくも、回転切削工具の
場合を除いて、測定作業のために回転しないよう
に通常保持することができる。
変形例によれば、プローブ１２は軸線１０Ａに
対して平行に延びる部分３４を有する半径方向延
長部３３を備える。この部分３４は、プローブを
スピンドル１０に入れる際に、ハウジング１１上
のソケツト３５と係合する。ソケツト３５は圧縮
機３０に接続され、延長部３３と平行部３４はタ
ービン流れ管２７に圧縮空気を送るためのダクト
３６を形成する。この変形例においてはシヤンク
１５内のダクト２８は必要なく、タービンはダク
ト３６を通る流体によつて駆動される。
第２図は工作機械において発電するさらに他の
方法を略示する。この実施例において、環状の多
極磁石を有するカラー４０は、機械４８のハウジ
ング４２の外側の支承面４１上で回転するように
担持される。コイル４３はハウジングの内側に設
けられて、機械内の蓄電池４４の充電用電気を発
電し、回路４５に送電して、機械ハウジング内の
電動機４６を駆動する。
ペルトン水車型のタービンがカラーの外周のま
わりに設置される。ペルトン水車は圧力流体を当
てることによつて駆動されるバケツト４７を有す
る。圧力流体の好適使用法としてはノズル４９か
ら切削流体を噴出する方法があり、これは通常工
作機械において利用できるものである。かような
方法により、既存の工作機械を設計変更しなくと
も、機械によつて発電することができる。
図面の機械においては、工具はカツタ５０を備
えた中ぐり棒であり、その取付位置は、それ自体
周知のように、電動機によりスピンドル軸線に対
して横方向に調整し得る。かくして加工片に穴ぐ
りされる穴の径は変えられる。
さらに他の変形例も可能である。たとえば、磁
石カラーをハウジング内で回転するよう取付ける
ことも、工具の一端に軸方向に取付けることもで
きる。任意の好適型式の一体型タービン翼をカラ
ーに取付けることもできる。発電コイルを適宜設
置して、磁石の回転によつて発電させることが可
能である。カラー上のタービンを駆動するのに用
いられる流体は、上述のように外部からあるいは
内部から供給され得る。代りに、カラーそれ自体
を磁石にしないで、棒状あるいは十字形磁石を単
に支持するだけでもよい。
本発明が適用される工作機械においては、スピ
ンドルは回転すると同時に、軸方向に延びるが、
かような機械にあつては、スピンドルが軸方向に
動いている間にタービンを連続的に動かす必要が
もしある場合、圧力流体を漏れないように密閉す
るという困難な問題が生じる。
明らかなように、ある種の加工形態において
は、回路は工具が休止しているときでも、通電し
ておかなくてはならず、かような場合は２つの実
施例と関連的に上述したように蓄電池は不可欠で
ある。しかし、この場合はそうではなく、蓄電池
を排除してもタービンを貫流する圧力流体によつ
て回路に必要な電力を発生させることによりプロ
ーブを作動させることができる。
云うまでもなく、中ぐり棒に適用されるものと
して第２図に示した実施例は、第１図の測定プロ
ーブを含む任意の他の形態の工具にも使える。測
定プローブに適用される第１図の実施例は、第２
図の中ぐり棒を含む他の任意の工具にも使える。
JP61500937A 1985-02-09 1986-02-10 自己駆動工具あるいは測定プロ−ブを有する機械 Granted JPS62500443A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB858503355A GB8503355D0 (en) 1985-02-09 1985-02-09 Sensing surface of object
GB8503355 1985-02-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62500443A JPS62500443A (ja) 1987-02-26
JPH032622B2 true JPH032622B2 (ja) 1991-01-16

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ID=10574211

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61500937A Granted JPS62500443A (ja) 1985-02-09 1986-02-10 自己駆動工具あるいは測定プロ−ブを有する機械

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US (1) US4716657A (ja)
EP (1) EP0217808B1 (ja)
JP (1) JPS62500443A (ja)
DE (1) DE3662759D1 (ja)
GB (1) GB8503355D0 (ja)
WO (1) WO1986004535A1 (ja)

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