JPH0372925B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 回転軸線１０Ａを有するスピンドル１０と、
前記スピンドル１０を前記軸線のまわりに回転す
るように支持する支持構造１１と、前記スピンド
ル１０に対して着脱自在に固着された本体１３を
有し、さらに物体１５の検知を行う手段１４を有
するプローブ１２と、この検知に応答して信号１
７を発生する手段２６と、前記支持構造１１上に
おいて前記軸線１０Ａのまわりの所定の角度位置
に設けられた部位Ｘまで前記プローブ本体１３か
ら信号１７を伝送するための伝送手段２８，３０
とを有する位置検知装置において、前記プローブ
本体１３に対して前記軸線のまわりに相対的に回
転するが軸方向には相対運動をしないように前記
プローブ本体１３上に支持されたスリーブ１９
と、前記スリーブ１９を、前記支持構造１１に対
して相対的に回転しないようにするが、前記プロ
ーブ本体１３の前記スピンドル１０からの離脱と
ともに前記支持構造１１から軸方向に離脱させう
るように、前記支持構造１１に連結する連結手段
２１とを具備し、前記伝送手段は、前記プローブ
本体１３と前記スリーブ１９との間に相対的回転
を許しながら、前記本体１３とスリーブ１９との
間で前記信号１７の伝送を行うための内部伝送手
段２８と、前記スリーブ１９と前記部位Ｘとの間
で前記信号１７の伝送を行うための外部伝送手段
３０とを有したことを特徴とする位置検知装置。

２ 前記内部伝送手段２８は結合部２８を含み、
この結合部２８は前記プローブ本体１３および前
記スリーブ１９のいずれか一方に設けられた第１
結合要素２８Ａを有し、この第１結合要素２８Ａ
を、前記プローブ本体１３および前記スリーブ１
９の他方に設けられた周方向に連続する第２結合
要素２８Ｂと協働させて、前記信号１７の伝送を
行い、前記プローブ本体１３と前記スリーブ１９
との相対回転に際して前記第１結合要素２８Ａと
前記第２結合要素２８Ｂとの間で信号の伝送が保
持されるようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の位置検知装置。

３ 前記連結手段２１は、それぞれ前記スリーブ
１９および前記支持構造１１上に設けた軸方向に
着脱自在な連結要素２１Ａ，２１Ｂを有する機械
的コネクタ２１を具えたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の位置検知装置。

４ 前記外部伝送手段３０は、前記機械的コネク
タ２１の各連結要素２１Ａ，２１Ｂに設けた第１
結合要素および第２結合要素３０Ａ，３０Ｂを有
する結合部３０を具えたことを特徴とする特許請
求の範囲第３項記載の位置検知装置。

５ 前記プローブ１２は、前記プローブ本体１３
から延在し、加工物接触端部１４Ａを有するスタ
イラス１４を含み、前記スリーブ１９は流体流ダ
クト３１を含み、前記スリーブ１９と前記支持構
造１１との間に流体流コネクタ手段３２を設け
て、前記支持構造１１から前記ダクト３１に流体
を伝達するようになし、前記ダクト３１は前記加
工物接触端部１４Ａに向けられた出口３１Ｃを有
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の位置検知装置。

６ 前記連結手段２１は、それぞれ前記スリーブ
１９および前記支持構造１１上に設けられ、軸方
向に着脱自在な連結要素２１Ａ，２１Ｂを有する
機械的コネクタ２１を具え、前記流体流コネクタ
手段３２は、機械的コネクタ２１の前記連結要素
２１Ａ，２１Ｂにそれぞれ設けられた流体流コネ
クタ要素３２Ａ，３２Ｂを具えたことを特徴とす
る特許請求の範囲第５項記載の位置検知装置。

７ 前記流体流ダクト３１は前記スタイラス１４
の前記プローブ本体１３に隣接した部分１４Ｂを
包囲するシユラウド３３を具え、および前記出口
開口３１Ｃは前記スタイラス１４の前記部分１４
Ｂを包囲したことを特徴とする特許請求の範囲第
５項記載の位置検知装置。

技術分野 本発明は位置検知装置に関するものである。

背景技術 たとえば数値制御工作機械において、回転軸線
を有するスピンドルと、このスピンドルを回転支
持する支持構造と、前記スピンドルと共にその軸
線のまわりに回転するように前記スピンドルに固
着された本体を有し、さらに物体の検知を行う手
段を有するプローブと、この検知に応答して信号
を発生する手段と、前記プローブ本体から前記支
持構造上において前記軸のの回りの所定の角度位
置に設けられた部位まで信号を伝送する外部伝送
手段とを具備することは知られている。前記の角
度位置を適切に定めて、外部伝送手段が支持構造
上に存在する他の装備品を防げないようにする。
しかし、たとえば特定の測定操作のために、スピ
ンドルを回転させることによつてプローブを回転
させることが望ましい場合がしばしばある。従来
は、前記部位角度位置を定めなければならなかつ
たので、このような回転が不可能であつた。

発明の開示 本発明は、前記プローブ本体に対して前記軸線
のまわりに相対的に回転するが軸方向には相対運
動しないように前記プローブ本体上に支持された
スリーブと、前記スリーブを前記支持構造に対し
て相対的に回転しないようにするが、前記プロー
ブ本体の前記スピンドルからの離脱とともに前記
支持構造から軸方向に離脱させうるように前記支
持構造に連結する連結手段と、前記プローブ本体
と前記スリーブとの間の相対的回転を許しながら
前記本体とスリーブとの間で前記信号の伝送を行
うための内部伝送手段とを具備し、前記外部伝送
手段を前記スリーブと前記部位との間に配置して
前記信号を伝送するようにして上述の困難さを克
服する。

【図面の簡単な説明】

以下において、本発明の好適実施例を添附図面
を参照して詳細に説明する。

第１図は数値制御工作機械の工具スピンドルの
縦断面図、 第２図は第１図の−線に沿つた断面図、 また第３図は第１図の矢印龍の方向に見た部分
図である。

発明を実施するための最良の形態 固定支持構造すなわち軸受ハウジング１１の中
においてスピンドル１０がその軸線１０Ａのまわ
りに回転自在に取付けられている。通常の切削工
具の代わりに、スピンドル１０には位置検知プロ
ーブ１２が固着されている。このプローブはスタ
イラス１４を支持構したプローブ本体１３を有
し、これを加工片１５の位置を検知するために加
工片に係合させる。加工片１５は加工テーブル１
６上に支持され、このテーブル１６はスピンドル
１０に対して測定可能に移動可能とする。このプ
ローブは、テーブル１６の運動中にスタイラスと
加工片との係合に応答してプローブ信号１７を出
力するようにする。このプローブ信号１７は軸受
ハウジング１１に伝送され、さらに制御系（図示
されず）に伝送されなければならない。この制御
系はプローブ信号１７の瞬時におけるテーブルの
位置、従つて加工片の位置を測定する。プローブ
１２はテーパ部材１８によつてスピンドル１０に
連結され、そして軸線１０Ａの方向にスピンドル
１０から離脱可能である。

プローブ１３上に支持されたスリーブ１９は半
径方向に延びるアーム２０を含み、このアーム２
０は、軸方向に着脱自在の機械的コネクタ２１に
よつてハウジング１１に連結される。このコネク
タ２１は、アーム２０上に設けられた軸方向の第
１要素２１Ａと、この第１要素２１Ａによつて係
合されるようにハウジング１１上に設けられた第
２要素すなわちくぼみ２１Ｂとを含む。コネクタ
２１はスリーブ１９を回転しないように保持する
が、スリーブ１９をハウジング１１から軸方向に
引出すことができる。プローブ本体１３はジヤー
ナル２２を有し、このジヤーナル２２上にスリー
ブ１９を適切に支持して、その静止中ににもプロ
ーブ本体１３が軸線１０Ａのまわりに回転できる
ようにする。プローブ本体１３上のシヨルダ２
３，２３Ａによつてスリーブ１９がプローブ本体
１３に対して軸方向に動かないようにする。スリ
ーブ１９は、工具機構２５によつてプローブ１３
に係合するための環状溝２４を有し、それによ
り、プローブおよびスリーブ組立体１２，１９を
スピンドル１０上の所定位置に軸方向に着脱可能
とする。アーム２０をテーパ部材１８上のドライ
ブキー１８Ａに対して適切に配置して、プローブ
が機構２５によつてスピンドル１０の中に挿入さ
れるときに、第１要素２１Ａの位置がくぼみ２１
Ｂと合うようにする。

スタイラス２４と加工片１５とが係合してスタ
イラスがプローブ本体１３に対して少し変位した
ときに電気接点２６がしや断されることによつ
て、プローブ信号１７が発生する。接点２６は電
気回路２７の中に配置される。この回路は、プロ
ーブ本体１３とスリーブ１９との間に設けられた
第１誘導結合部２８から成る内部伝送手段に接続
されている。第１誘導結合部２８は、本体１３の
外周の一部に取付けられた第１コイル２８Ａと、
スリーブ１９上に取付けられた周方向に連続して
いるコイル２８Ｂとを有し、それにより、プロー
ブ本体１３とスリーブ１９との相対角度位置の如
何にかかわらずに、信号はこの結合部２８によつ
て伝送される。コイル２８Ｂの直径はプローブ本
体１３の相対的小さい直径寸法によつて決定され
るので、周囲の構造にはじやまにならない。スリ
ーブ１９とハウジング１１との間において信号１
７を伝送するために、ハウジング１１の外部に配
置された第２結合部３０から成る外部伝送手段を
設ける。この第２結合部３０は、コネクタ２１の
要素２１Ａ，２１Ｂにそれぞれ設けられた２個の
局部コイル３０Ａ，３０Ｂを有する。

コネクタ２１と結合部３０は、プローブ本体１
３のハウジングに対する回転を許しながら、軸線
１０Ａのまわりの所定角度位置Ｘに配置されてい
る。もしもアーム２０がプローブ本体１３に固着
されているものとすれば、アーム２０は当然にプ
ローブ本体１３の回転に関与し、そして結合部３
０は、ハウジング１１上に設けたコイル２８Ｂの
ような周方向に連続するコイルを必要とすること
になつてしまう。これは、ハウジング１１の隣接
端部において多くの場合に得ることのできないス
ペースを必要とすることになる。この問題は、特
に、もともと工具の使用のためにのみ設計された
工作機械において、あとの段階でプローブ設備が
いわゆる“レトロフイツト”として導入される場
合に生じるが、本発明がこの問題を解決すことは
明らかである。

図示されていない変形例においては、誘導結合
部２８の代りにスリツプリング結合を使用する。
図示されていない他の変形例においては、誘導結
合部３０の代りにオプトエレクトロニツク結合部
を使用する。

プローブおよびスリーブ組立体１２，１９は、
ハウジング１１上に取付けられた流体流送給管３
４から、プローブ本体１３に隣接したスタイラス
ト１４をその部分１４Ｂにおいて環状に包囲する
開口３１Ｃに達する流体流ダクト３１を含むこと
ができる。開口３１Ｃはスタイラス１４に沿つ
て、その加工物接触端１４Ａに向いて開いてい
る。圧搾空気または工具冷却液などの流体がダク
ト３１に供給され、スタイラス１４の末端１４Ａ
に向けられてこの末端１４Ａを清潔に保持する。
ダクト３１はスリーブ１９上に配設され、アーム
２０の中にダクト部分３１Ａを有する。このダク
クト部分３１Ａは流体流コネクタ３２によつて送
給管３４に連通される。このコネクタ３２は要素
２１Ａ上に設けられたソケツト３２Ａを有し、要
素２１Ｂ上に設けられたプラグ３２Ｂがこのソケ
ツト３２Ａに係合する。ダクト部分３１Ａは、ス
リーブ１９に固着されプローブ本体１３を包囲す
るシユラウド３３に達している。プローブ本体１
３とシユラウド３３との間隙３１Ｂはダクト３１
の一部を成し、出口開口３１Ｃに達している。

好ましくは、連結部材２１の要素２１Ｂと回路
結合部３０の要部３０Ｂが取付部材２９に設けら
れ、この取付部材がハウジング１１に対してＸ点
においてネジ２９Ａによつて固着される。したが
つて、プローブ設備を具えていない工作機械にこ
のような設備を設けるべき場合には、組立体１
２，１９と共に取付部材２９を供給するだけでよ
い。後者の組立体は通常の切削工具と同様にテー
パ部材１８または同等の手段によつてスピンドル
１０に連結され、しかも取付部材２９は簡単な取
付作業によつてハウジング１１に容易に固着され
る。