JPH04115560U - 自動孔加工装置における加工孔検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動孔加工装置において必要な工具交換後に
加工した最初の加工孔の良否の確認を自動的に行うこと
を可能にする。 【構成】 自動孔加工装置の主軸１３に装着される工具
ホルダ２０に、互いに同軸的に軸動可能に設けた第１及
び第２プラグ３０，３５をそれぞれの最前進端位置に弾
性的に付勢し、最前進端位置からの各プラグの後退をそ
れぞれ検出する第１及び第２センサ４０，４１からの信
号により加工孔Ｗａの良否を判断する判定部を設ける。
第１及び第２プラグ先端の第１挿入部３１及び第２挿入
部３６の径は加工孔Ｗａの径の最大及び最小許容限度値
とし、各最前進端位置における第１挿入部からの第２挿
入部の突出量は加工孔の深さの最小許容限度値とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、それぞれ異なる孔加工用工具を設けた複数の工具ホルダを自動的に 選択し主軸の先端に装着して加工を行う自動孔加工装置において、加工された孔 の良否を自動的に検出する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

それぞれ異なる孔加工用工具を設けた複数の工具ホルダを自動的に選択して加 工を行うようにしたこの種の自動孔加工装置においては、工具を新しいものと交 換した直後にはセッチングエラー（工具長さ、チャックの振れミス）などがない ことを確認する必要がある。さもないと加工不良製品を大量に発生させて多大な 損害を被ることがある。従来は工具交換後の最初のワークを人手によりチェック することによりこの種の確認を行っていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながらこのような従来のやり方では、工具交換後の最初のワークの加工 完了まで待って作業者が加工孔のチェックをする必要があるので、作業性が悪い という問題がある。本考案は、工具を新しいものと交換した直後における加工孔 の良否の確認を自動的に行うことを可能にして、このような問題を解決すること を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

このために、本考案による自動孔加工装置における加工孔検出装置は、図１〜 図３に例示するように、ワークＷを支持する取付台１８に対し接近離隔する方向 に相対移動可能な主軸頭本体１１と、この主軸頭本体に前記相対移動方向と平行 に軸承された主軸１３と、それぞれ異なる孔加工用工具を設けた複数の工具ホル ダを備え、前記複数の工具ホルダを自動的に選択して前記主軸１３の先端に装着 し自動的に前記相対移動を行ってワークＷに対する加工孔Ｗａの加工を行う自動 孔加工装置において、前記主軸１３の先端に装着可能な工具ホルダ２０と、この 工具ホルダに前記移動方向と同一方向に軸動可能に案内支持され通常は同工具ホ ルダに対して所定の最前進端位置に弾性的に付勢されると共に先端に前記加工孔 Ｗａに挿入される挿入部３１，３６が同軸的に形成されたプラグ３０，３５と、 このプラグが前記工具ホルダ２０に対するその最前進端位置から後退したことを 検出するセンサ４０，４１と、前記工具ホルダ２０を前記加工孔Ｗａと同軸的と して前記主軸頭本体１１と取付台１８を相対的に接近させた際の前記センサ４０ ，４１からの信号に基づいて同加工孔Ｗａの良否を判断する判定部４３を備えた ことを特徴とするものである。

【０００５】

【作用】

本考案の加工孔検出装置は、挿入部３１，３６の外径を検出される加工孔Ｗａ の径の最大または最小許容限値として使用する。工具を新しいものと交換した直 後の最初のワークＷの加工をした後、自動孔加工装置の主軸１３に本考案の加工 孔検出装置を取り付け、主軸頭本体１１と取付台１８を自動的に相対移動させて 工具ホルダ２０を加工孔Ｗａと同軸的としてからこの両部材を所定の距離まで接 近させる。

【０００６】 挿入部３１の外径を検出される加工孔Ｗａの径の最大許容限値とした場合は、 加工孔Ｗａの径がこの最大許容限値以上であれば挿入部３１は加工孔Ｗａ内に挿 入されてプラグ３０は後退しないが、最大許容限値以下であれば先端がワークＷ に当接してプラグ３０は後退し、この後退はセンサ４０により検出される。また 、挿入部３６の外径を検出される加工孔Ｗａの径の最小許容限値とした場合は、 加工孔Ｗａの径がこの最小許容限値以上であれば挿入部３６は加工孔Ｗａ内に挿 入されてプラグ３５は後退しないが、最小許容限値以下であれば先端がワークＷ に当接してプラグ３５は後退し、この後退はセンサ４１により検出される。

【０００７】 判定部４３は、挿入部３１の外径を検出される加工孔Ｗａの径の最大許容限値 とした場合は、プラグ３０の後退が検出されれば加工孔Ｗａの径が最大許容限値 以下すなわち良と判断し、後退が検出されなければ加工孔Ｗａの径が最大許容限 値以上すなわち否と判断する。また、挿入部３６の外径を検出される加工孔Ｗａ の径の最小許容限値とした場合は、プラグ３５の後退が検出されなければ加工孔 Ｗａの径が最小許容限値以上すなわち良と判断し、後退が検出されれば加工孔Ｗ ａの径が最小許容限値以下すなわち否と判断する。

【０００８】

【考案の効果】

上述のように本考案によれば、径が最大許容限値以下または最小許容限値以上 の加工孔を良とし、最大許容限値以上または最小許容限値以下の加工孔を否とす る判断を自動的に行うことができる。従って上述した動作を、工具を新しいもの と交換した直後のワークの加工の後に自動的に行うようなプログラムを自動孔加 工装置に組み込むことにより、作業者が介在することなくセッチングエラーなど による加工不良製品の大量発生を防止することができる。

【０００９】

【実施例】

以下に図１〜図３に示す実施例の説明をする。 先ず自動孔加工装置の全体的構造の説明をすれば、主として図１に示すように 、ベッド１０上には、Ｘ方向及びＹ方向に移動可能に主軸頭本体１１が案内支持 され、２組のボールねじ式送り装置（図示省略）によりそれぞれの方向の送りが 与えられる。またベッド１０上には主軸頭本体１１とＸ方向に対向する取付台１ ８が、Ｘ及びＹ方向と直交するＺ方向に移動可能に案内支持され、前記と同様の 送り装置により送りが与えられる。主軸頭本体１１に固定した突出部１２は、主 軸１３をＸ方向と平行な軸線回りに回転自在に軸承しており、主軸１３の取付台 １８側先端には工具ホルダ２０を装着するテーパ孔１３ａが形成されている。

【００１０】 この自動孔加工装置はそれぞれ異なる孔加工用工具を設けた複数の工具ホルダ ２０を収容する工具マガジン（図示省略）を備えており、所定のプログラムに従 って工具マガジン内の工具ホルダ２０を自動的に選択して工具交換アームなどに より主軸１３の先端に装着し、各送り装置により主軸頭本体１１と取付台１８を 移動させて、クランプ金具１９により取付台１８に取り付けられたワークＷに対 する加工孔Ｗａの加工を行う。本考案による加工孔検出装置も各孔加工用工具と 同様の工具ホルダ２０を備えており、不使用時には工具マガジン内に収容され、 各孔加工用工具と同様主軸１３の先端に装着して使用される。

【００１１】 次に主として図２により、本考案の要部をなす加工孔検出装置の具体的構造を 説明する。工具ホルダ２０は、互いに同軸的に一体形成されたテーパ部２１、把 持部２２及び筒部２３と、筒部２３に同軸的に取り付けられた支持筒２５よりな り、テーパ部２１をテーパ孔１３ａに嵌合することにより主軸１３の先端に同軸 的に装着される。把持部２２の外周には工具交換アームにより工具ホルダ２０を 把持するための環状溝２２ａが形成されている。筒部２３側からテーパ部２１側 にかけては、奥の方が大径の段付孔２４が同軸的に形成され、支持筒２５には同 軸的に支持孔２５ａが形成されている。図１に示すように、主軸１３内にはテー パ部２１後端のプルスタッド２６と係合して工具ホルダ２０を保持する公知の係 止装置１５が設けられている。この係止装置１５は、図示のようにドローバー１ ４を介して皿ばね１６により後方に引っ張られた状態では、プルスタッド２６先 端の大径部に係合して工具ホルダ２０の離脱を阻止し、図略のアンクランプ装置 により皿ばね１６に抗してドローバー１４を前進させた状態では、プルスタッド ２６との係合を解除して工具ホルダ２０の離脱を可能にするものである。

【００１２】 第１プラグ３０は先端側に小径の第１挿入部３１が、後端側にフランジ部３２ が形成され、全長にわたり内穴３０ａが同軸的に形成されている。この第１プラ グ３０は中間部が支持筒２５の支持孔２５ａに嵌合されて工具ホルダ２０に軸動 可能に案内支持され、フランジ部３２と段付孔２４の底面の間に介装した第１ス プリング３３により、通常は図示のようにフランジ部３２の前面が支持筒２５の 後端面２５ｂに当接する最前進端位置に弾性的に付勢されている。先端に第２挿 入部３６を形成した第２プラグ３５は、第１挿入部３１の外径よりもやや小径で 後端側にフランジ部３７を形成した真直な棒状で、第１プラグ３０の内穴３０ａ に嵌合され、第１プラグ３０を介して工具ホルダ２０に軸動可能に案内支持され ている。この第２プラグ３５は、フランジ部３７に形成した穴３８が段付孔２４ 底面に植設した回止めロッド２７に係合されて回り止めされ、フランジ部３７と 段付孔２４の底面の間に介装した第２スプリング３９により、通常はフランジ部 ３７の前面が段付孔２４途中の段部２４ａに当接する最前進端位置に弾性的に付 勢されている。

【００１３】 第１挿入部３１の外径Ｒ2 は検出される加工孔Ｗａの内径Ｒの最大許容限値と し、第２挿入部３６の外径Ｒ1 は加工孔Ｗａの内径Ｒの最小許容限値とする。ま た、各プラグ３０，３５がそれぞれの最前進端位置に付勢された通常の状態にお ける、第１挿入部３１の前端面３１ａからの第２挿入部３６の前端面３６ａの突 出長Ｌ1は、加工孔Ｗａの深さＬの最小許容限値とする。

【００１４】 図２に示すように、段付孔２４の入口側の内周に接近した第１プラグ３０のフ ランジ部３２の外周には、第１検出段部３２ａが形成されている。筒部２３には 、最前進端位置における第１検出段部３２ａと対応する位置に、第１センサ４０ が取り付けられている。また段付孔２４の奥側の内周に一部が接近した第２プラ グ３５のフランジ部３７の外周には、第２検出段部３７ａが形成されている。筒 部２３には、最前進端位置における第２検出段部３７ａと対応する位置に、第２ センサ４１が取り付けられている。この各センサ４０，４１は各プラグ３０，３ ５がそれぞれの最前進端位置から後退したことを検出するものである。各センサ ４０，４１は筒部２３に設けられて電池などの電源を内蔵した無線発信器４２に 接続されており、この無線発信器４２は第１または第２プラグ３０，３５がそれ ぞれの最前進端位置から後退すればその旨の信号を発信する。

【００１５】 図１に示すように主軸頭本体１１に設けた判定部４３は、無線発信器４２から の信号を受信して、後述のように、加工孔Ｗａの径Ｒが前述の最小許容限値Ｒ1 と最大許容限値Ｒ2 の間で、かつ深さＬが前述の最小許容限値Ｌ1 とこれより所 定値ΔＬだけ大きい最大許容限値Ｌ2 の間にある加工孔Ｗａを良とし、それ以外 のものを否とする判断を行うものである。

【００１６】 次に上記実施例の作動の説明をする。 自動孔加工装置は所定のプログラムに基づき、工具マガジン内の工具ホルダ２ ０を備えた複数の孔加工用工具から所定のものを選択して主軸１３の先端に装着 し、主軸頭本体１１及び取付台１８を移動させてワークＷに対する加工孔Ｗａの 加工を自動的に行う。通常はワークＷの加工が完了すればこれを未加工のものと 交換して次々と加工を行うが、主軸１３に装着した工具を新しいものと交換した 直後には、最初のワークＷの加工した後に、次に述べるように本考案の加工孔検 出装置による加工孔Ｗａのチェックを行うプログラムが組み込まれている。

【００１７】 自動孔加工装置は新しい孔加工用工具による最初の加工の完了後に、先ず主軸 １３に装着されていた工具を工具ホルダ２０と共に工具マガジン内に戻し、加工 孔検出装置を主軸１３の先端に装着する。次いで自動孔加工装置は主軸頭本体１ １と取付台１８を自動的に相対移動させ、工具ホルダ２０を加工孔Ｗａと同軸的 としてから主軸頭本体１１を前進させ、第２挿入部３６の前端面３６ａが前記ワ ークＷの加工表面Ｗｂと一致する位置を基準として、前記加工孔Ｗａの深さＬの 最小許容限値Ｌ1 だけ主軸頭本体１１が取付台１８に対して接近した位置（第１ 位置）まで自動的に移動させる。この状態では、加工孔Ｗａの径Ｒ及び深さＬが 所定の許容限度内（すなわちＲ1＜Ｒ＜Ｒ2でかつＬ1＜Ｌ＜Ｌ2）であれば、第１ 及び第２挿入部３１，３６は何れもワークＷに当接しないので各プラグ３０，３ ５は最前進端位置から後退せず、従って図３の番号５の項に示すように、第１及 び第２センサ４０，４１は何れも後退を検出しない。Ｒ＜Ｒ1 の場合及びＬ＜Ｌ 1 の場合は、第２挿入部３６の前端面３６ａがワークＷの加工表面Ｗｂまたは加 工孔Ｗａの底面に当接するので第２プラグ３５は最前進端位置から後退し、図３ の番号１〜４及び７の項に示すように、第２センサ４１により後退が検出される 。なお、Ｒ1＜Ｒ＜Ｒ2でＬ2＜Ｌの場合及びＲ2＜ＲでＬ1＜Ｌ＜Ｌ2または Ｌ2＜ Ｌの場合も各挿入部３１，３６は何れもワークＷに当接しないので各プラグ３０ ，３５は後退せず、図３の番号６，８及び９の項に示すように各センサ４０，４ １は後退を検出しない。

【００１８】 第１位置におけるこれらの検出結果は発信器４２により判定部４３に送られ、 これにより判定部４３は、番号１〜４及び７の場合は加工孔Ｗａの径Ｒが最小許 容限値Ｒ1 以下、または加工孔Ｗａの深さＬが最小許容限値Ｌ1 以下（すなわち 加工孔Ｗａは否）であると判断する。

【００１９】 次いで自動孔加工装置は主軸頭本体１１を前述した所定値ΔＬだけ前進させて 、第２挿入部３６の前端面３６ａとワークＷの加工表面Ｗｂとの間の距離が加工 孔Ｗａの深さＬの最大許容限値Ｌ2 となる位置（第２位置）とする。この状態で は、加工孔Ｗａの径Ｒ及び深さＬが所定の許容限度内（すなわちＲ1＜Ｒ＜Ｒ2で かつＬ1＜Ｌ＜Ｌ2）であれば、第１及び第２挿入部３１，３６の各前端面３１ａ ，３６ａはそれぞれワークＷの加工表面Ｗｂと加工孔Ｗａの底面に当接するので 各プラグ３０，３５は最前進端位置から後退し、従って図３の番号５の項に示す ように、第１及び第２センサ４０，４１は何れも後退を検出する。Ｒ2＜Ｒ の場 合は第１挿入部３１が加工孔Ｗａ内に入るので第１プラグ３０は後退せず、図３ の番号７〜９の項に示すように第１センサ４０による後退は検出されない。また Ｌ2＜Ｌの場合は、Ｒ＜Ｒ1のときを除き第２挿入部３６の前端面３６ａがワーク Ｗに当接しないので第２プラグ３５は後退せず、図３の番号６及び９の項に示す ように第２センサ４１による後退は検出されない。なお、図３の番号１〜５の場 合は各挿入部３１，３６が何れもワークＷに当接するので各プラグ３０，３５は 後退し、各センサ４０，４１は後退を検出する。

【００２０】 第２位置におけるこれらの検出結果は発信器４２により判定部４３に送られ、 判定部４３は番号６〜９の場合は加工孔Ｗａの径Ｒが最大許容限値Ｒ2 以上、ま たは加工孔Ｗａの深さＬが最大許容限値Ｌ2 以上（すなわち加工孔Ｗａは否）で あると判断する。

【００２１】 そして判定部４３は第１及び第２位置の何れにおいても否とされない番号５の 場合に、加工孔Ｗａが良であると判断する。自動孔加工装置の制御装置は、加工 孔Ｗａが良と判断されれば加工孔検出装置を工具マガジンに戻し、所定の孔加工 用工具を主軸１３に装着して次のワークＷの加工を行う。加工孔Ｗａが否と判断 されれば制御装置は加工孔検出装置の作動を停止し、必要な警告を発する。

【００２２】 上述のように本実施例によれば、孔加工用工具を新しいものと交換した直後の 最初のワークＷの加工の後に上記のような作動を行うプログラムを自動孔加工装 置に組み込むことにより、作業者が介在することなく工具のセッチングエラーな どによる加工不良品の大量発生を防止することができる。

【００２３】 なお上記実施例では第１プラグ３０及び第２プラグ３５を工具ホルダ２０と同 軸的に設けるようにしたが、第１プラグ３０と第２プラグ３５は互いに同軸的で あれば足り、工具ホルダ２０と同軸的にする必要はない。また、上記実施例では プラグを２つ使用して最大と最小の両許容限値に於いて加工孔の径と深さを良否 を判断するようにしたが、本考案は１つのプラグででも孔径または孔深さの良否 を判断することもできる。１つのプラグを用いた場合には、挿入部の外径を検出 される加工孔の径の最大許容限値とすればそれ以下の径の加工孔を良としそれ以 上の径の加工孔を否と判断することができ、挿入部の外径を検出される加工孔の 径の最小許容限値とすればそれ以上の径の加工孔を良としそれ以下の径の加工孔 を否と判断することができる。また、プラグの後退を検出するときの主軸頭本体 と取付台の間の距離を加工孔の深さの最大許容限値に対応する値とすればそれ以 下の深さの加工孔を良としそれ以上の深さの加工孔を否と判断することができ、 またその距離を加工孔の深さの最小許容限値に対応する値とすればそれ以上の深 さの加工孔を良としそれ以下の深さの加工孔を否と判断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の実施例の一部破断した側面図であ
る。

【図２】 本考案の実施例の要部の一部破断した側面図
である。

【図３】 本考案の実施例の各状態における各センサの
作動状態等を示す表である。

【符号の説明】

１１…主軸頭本体、１３…主軸、１８…取付台、２０…
工具ホルダ、３０，３５…プラグ、３１，３６…挿入
部、４０，４１…センサ、４３…判定部、Ｗ…ワーク、
Ｗａ…加工孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを支持する取付台に対し接近離隔
   する方向に相対移動可能な主軸頭本体と、この主軸頭本
   体に前記相対移動方向と平行に軸承された主軸と、それ
   ぞれ異なる孔加工用工具を設けた複数の工具ホルダを備
   え、前記複数の工具ホルダを自動的に選択して前記主軸
   の先端に装着し自動的に前記相対移動を行ってワークに
   対する加工孔の加工を行う自動孔加工装置において、前
   記主軸の先端に装着可能な工具ホルダと、この工具ホル
   ダに前記移動方向と同一方向に軸動可能に案内支持され
   通常は同工具ホルダに対して所定の最前進端位置に弾性
   的に付勢されると共に先端に前記加工孔に挿入される挿
   入部が同軸的に形成されたプラグと、このプラグが前記
   工具ホルダに対するその最前進端位置から後退したこと
   を検出するセンサと、前記工具ホルダを前記加工孔と同
   軸的として前記主軸頭本体と取付台を相対的に接近させ
   た際の前記センサからの信号に基づいて同加工孔の良否
   を判断する判定部を備えたことを特徴とする自動孔加工
   装置における加工孔検出装置。