JPH037241B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主として工作機械で加工される被加工
物の同心度または内、外径を自動的に、かつ高精
度に測定するのに使用される測定装置に関するも
のである。

従来、マシニングセンタなどの工作機械により
加工される被加工物、例えば第１図に示すスクリ
ユー圧縮機などのケーシング１は、その両側面１
Ａ，１Ｂの中心部に中径穴２および大径穴３がそ
れぞれ設けられ、これらの両穴２，３は小径穴４
を介して連通されている。前記穴２〜４を加工す
るには、まず側面１Ａの小径穴４と中径穴２を加
工した後、ケーシング１を反転して側面１Ｂの大
径穴３を加工しなければならないが、その反転は
マシニングセンタなどのテーブルを割出すことに
より簡単に行うことができる。

ところが、上記のように反転して加工すると、
マシニングセンタのテーブルなどの位置決め精度
およびテーブルの割出し精度などが累積されるた
め、大径穴３と小径穴４および大径穴３と中径穴
２をそれぞれ高精度の同心度加工を行うことが困
難である。このため前記加工を行う場合には、ケ
ーシング１を反転した後、人手によりダイヤルゲ
ージなどの測定器を使用して、大径穴３を加工す
る位置で小径穴４の位置を測定し、同心度の狂い
を調整した後に加工を行う必要がある。したがつ
て、前記ケーシング１はマシニングセンタによつ
ても自動加工を行うことができない欠点がある。

また上記ケーシング１の加工において、自動測
定を行う測定器としてタツチセンサが市販されて
いるが、このタツチセンサによる同心度の測定で
は、マシニングセンタのテーブルなどを長い移動
距離において何回も位置決めを行う必要がある。
このような位置決め精度における累積誤差によ
り、高精度の同心度加工を行うことは不可能であ
るばかりでなく、測定に多大の時間を要する。

さらに第１図に示すようなケーシング１を自動
加工するために、ケーシング１を中心線５で分割
して加工する手段が考えられるが、このように分
割すれば、分割面の加工はもちろんボルトなどの
組立用部品を必要とし、かつ組立誤差などによ
り、高精度の同心度加工を行うことができないな
どの諸欠点がある。

尚、この種の従来の装置として特開昭55−9158
号公報に記載のものが知られている。

本発明は、高精度に同心度を検出できる測定装
置を提供することを目的とするもので、工作機械
の主軸の工具取付位置に装着されこの主軸と共に
回転できる本体と、この本体の回転軸に対して径
方向に移動可能に設けられたケースと、このケー
スを移動させる移動機構と、棒状体を前記本体の
回転軸に略平行に延在させてかつこの回転軸と前
記ケースの移動方向とを含む面内で揺動可能に前
記ケースに支持させてなる測定子と、この測定子
の先端を前記本体の回転軸から遠ざかる方向に付
勢する付勢手段と、前記測定子の揺動運動量を測
定する差動トランスと、前記移動機構により前記
ケースを前記測定子の付勢方向に移動させ、前記
差動トランスの出力信号がこの差動トランスの中
央位置に相当する値に一致したときに、前記移動
機構を停止させる制御手段とを含んでなることを
特徴とするものである。

以下本発明の一実施例を図面について説明す
る。第２図において、１は中心部に被測定穴（被
加工穴）３，２および基準穴４が設けられた被測
定体（被加工物）、６は工作機械の主軸頭、７は
主軸頭６に取付けられた主軸、８は主軸７に取付
けられた本実施例の測定装置本体（以下本体と称
す）で、この本体８内に検出装置９と、この検出
装置９を移動させる移動機構１５が収納されてい
る。前記検出装置９は移動可能に設けられたケー
ス１０と、このケース１０内に支点１２を介して
揺動可能に取付けられた測定子１１と、この測定
子１１の基端に取付けられ、被測定体１との接触
量（偏心量）を電気信号として出力する検出器１
３、例えば差動トランス、ギヤツプセンサ１３
と、測定子１１とケース１０との間に介設された
ばね１４とにより構成されている。また前記移動
機構１５はモータ１６と、このモータ１６の軸に
直結されたねじ棒１７と、このねじ棒１７にねじ
込まれ、かつ前記検出器９のケース１０に固定さ
れたナツト１８とにより構成されている。

次に上記のような構成からなる本実施例による
測定動作について説明する。

まずマシニングセンタなどの工作機械のテーブ
ルの位置を、基準穴４と同心に加工しようとする
被加工穴３の位置にセツトし、工作機械の主軸頭
６の工具取付位置に本体８を取付ける。この場
合、測定子１１は被加工物と干渉しないように、
最初は主軸７の回転中心にセツトしておくものと
する。

ついで外部からの測定開始信号により、モータ
１６を回転させてねじ棒１７およびナツト１８を
介して検出装置９を本体８の外周方向へ移動させ
る。この移動により測定子１１が基準穴４に接触
し、この接触量の増加により測定子１１が検出装
置９の測定範囲の中央、すなわち検出器１３の差
動トランスの可動体が中央位置にきた時に、検出
器１３から出力される電気信号によりモータ１６
の回転を止めて検出装置９の移動を停止させる。
この状態で主軸７を回転させ、検出器１３により
基準穴４の各方向の接触量の増減すなわち同心度
の狂いを測定する。

上記測定結果による同心度の狂いを工作機械の
テーブルなどの位置を移動することにより修正し
た後、再度、前記と同様にして同心度の測定を行
い、許容精度の範囲内にあるか否かを確認する。
この際、通常のマシニングセンタであると、最初
の測定結果により移動するテーブルなどの移動量
は20〜100μmであるので、この修正後は許容精度
内に入るから再測定は不要である。

このように同心度の測定結果が許容精度内に入
つたならば、主軸７の回転を止めてモータ１６を
逆転し、測定子１１を最初の位置に復帰させる。
ついて本体８を工具と取替えて被加工穴３の加工
を行うことにより、被加工穴３を高精度に同心度
加工を行うことができる。この加工時に試加工を
行い、検出装置９により試加工部の同心度を測定
し、この結果により工作機械のテーブルなどの位
置の再修正を行えば、より一層に高精度の同心度
加工が可能である。

一方、内・外径の測定を行う場合には、被測定
体の近傍にリングケージなどの基準ケージを設置
しておき、まず基準ゲージを検出装置により、前
記と同様にして同心度測定を行う。ついで、この
状態で工作機械のテーブルを移動して被測定体を
測定し、基準ゲージおよび被測定体における測定
子の接触量の差を検出器を介して出力すれば、
内・外径を高精度に、かつ自動的に測定すること
ができる。

以上説明したように本発明によれば、工作機械
を使用して被加工物の同心度を測定するに当り、
検出装置の中央位置（最適検出位置）にきたとき
に上記検出装置の移動機構を停止するようにした
ことから、被測定穴の大小にかかわらず常に高精
度（２〜5μm）の同心度加工、また測定誤差±
2μm以下で10〜250mmφの内・外径の自動装定を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は被加工物の断面図、第２図は本発明に
係わる測定装置の一実施例の使用状態を示す断面
図である。 １…被測定体、８…測定装置本体、９…検出装
置、１１…測定子、１３…検出器、１５…移動機
構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 工作機械の主軸の工具取付位置に装着されこ
   の主軸と共に回転できる本体と、この本体の回転
   軸に対して径方向に移動可能に設けられたケース
   と、このケースを移動させる移動機構と、棒状体
   を前記本体の回転軸に略平行に延在させてかつこ
   の回転軸と前記ケースの移動方向とを含む面内で
   揺動可能に前記ケースに支持させてなる測定子
   と、この測定子の先端を前記本体の回転軸から遠
   ざかる方向に付勢する付勢手段と、前記測定子の
   揺動運動量を測定する差動トランスと、前記移動
   機構により前記ケースを前記測定子の付勢方向に
   移動させ、前記差動トランスの出力信号がこの差
   動トランスの中央位置に相当する値に一致したと
   きに、前記移動機構を停止させる制御手段とを含
   んでなることを特徴とする測定装置。