JPH063551U - 工具刃先の座標位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 チャックＣに掴持されるシャンク部１と、こ
のシャンク部１と同軸に設けられた検出用円盤２とから
なり、この検出用円盤２に、工具Ｔの−Ｘ方向または＋
Ｘ方向の座標位置Ｐを検出する−Ｘ方向及び＋Ｘ方向当
接部３，４と、工具Ｔの−Ｚ方向または＋Ｚ方向の座標
位置を検出する−Ｚ方向及び＋Ｚ方向当接部５，６とを
有してなる。 【効果】 工具の基準座標位置が、ワークがチャックに
掴持される同じ位置で設定されるため、ワークに対する
実際の加工部位と略同一の条件及び感覚で検出作業を行
うことができ、作業者の検出及び入力作業がそれだけ感
覚的に容易になると共に、補正作業も少なくて済むこと
になる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ＮＣ旋盤等の工作機械に予め取り付けられる多数の切削工具の正確 な座標位置を検出するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ＣＮＣ旋盤では多数の切削工具が工具台に取り付けられ、コンピューター制御 によって必要とする切削工具を、これに対向してチャックに掴持されているワー クに近接するように取り出すようになっている。そしてコンピューターの指令に 基づきワークをＸ方向（径方向）及びＺ方向（軸方向）に切削するようになって いる。このようにコンピューター指令に基づき切削作業を行うためには、工具台 に取り付けられている切削工具の正確な座標位置を予めコンピューターに入力し なければならない。

【０００３】 即ち、図７に示すように切削工具Ｔがワークに当接して切削作業を開始する基 準である−Ｘ方向、＋Ｘ方向、−Ｚ方向及び＋Ｚ方向の各座標位置Ｐを検出しな ければならない。

【０００４】 この座標位置を検出する装置として、例えば本出願人が過去に提案した実開昭 ６２ー９１０４号公報に開示されるように、旋盤等のワーク掴持用チャックや切 削工具の取付位置に比較的に近接した所要の定位置に検出装置を取り付け、これ によって工具刃先の座標位置を検出するようにした装置が存在するが、このよう に検出装置をワークの切削作業の行われる付近に設置し、この設置位置を基準座 標位置として読み取るようになっているため、その座標位置は実際の切削作業の 行われる位置、即ちワーク掴持用チャックに掴持されるワークからかなり離れた 位置を基準座標位置とすることになり、コンピューターに入力するためにはその 位置から実際のワークまでの距離を割り出して入力しなければならず、この割り 出し作業はかなり面倒で作業者の熟練技術に負うところが大であった。

【０００５】 また、この検出装置が切削作業の行われる付近に設置されるため、検出作業を 終了したときには、切削屑や切削油によって汚損されたり破損されるのを防止す るために、この検出装置を適当な場所に移動させ、且つ密閉された部屋に収納し なければならず、当然に移動させるための駆動機構や密閉室を形成しなければな らず、構造が複雑になり製作費が高くなるという難点があった。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、上記のような難点を払拭し、作業者が実際の切削作業を行う感覚で 検出作業を行うことができ、且つ上述のように複雑な駆動機構や密閉室を必要と しないこの種検出装置を提案することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記課題を解決するために、実施例に示す参照符号を付して示せば、 請求項１にあっては、機械本体Ｍのワーク掴持用チャックＣに対向して、Ｘ方向 及びＺ方向に送り可能な多数の工具Ｔが工具台に予め取り付けられている工作機 械に用いられる工具刃先Ｔａの座標位置検出装置であって、チャックＣに掴持さ れるシャンク部１と、このシャンク部１と同軸に設けられた検出用円盤２とから なり、この検出用円盤２には、工具Ｔが−Ｘ方向または＋Ｘ方向に送られること によって工具刃先Ｔａが該円盤２に当接して工具Ｔの−Ｘ方向または＋Ｘ方向の 座標位置Ｐを検出する−Ｘ方向及び＋Ｘ方向当接部３，４と、工具Ｔが−Ｚ方向 または＋Ｚ方向に送られることによって工具刃先Ｔａが該円盤２に当接して工具 Ｔの−Ｚ方向または＋Ｚ方向の座標位置を検出する−Ｚ方向及び＋Ｚ方向当接部 ５，６とを有してなる工具刃先の座標位置検出装置Ａに係るのもである。

【０００８】 また請求項２にあっては、−Ｘ方向当接部３は検出用円盤２の外周面２ａに形 成され、＋Ｘ方向当接部４は検出用円盤２を中ぐりして形成した中ぐり孔の内周 段面２ｂに形成され、−Ｚ方向当接部５は検出用円盤２の一方の盤面２ｃに形成 され、＋Ｚ方向当接部６はその裏側の他方の盤面２ｄに形成されてなる請求項１ 記載の構成を採用するものである。

【０００９】 また請求項３にあっては、電池電源７を内蔵すると共に表示手段８を設け、検 出用円盤２に工具刃先Ｔａが当接することによって、該円盤２、工具Ｔ、機械本 体Ｍ、チャックＣ、電池電源７及び表示手段８をつなぐ電気閉回路９が形成され 、これによって表示手段８を作動させるように構成してなる請求項１または２記 載の構成からなるものである。

【００１０】 また請求項４にあっては、前記検出用円盤２はスプリング１０により突出方向 に付勢され、この検出用円盤２が工具刃先Ｔａに当接することによりスプリング １０の付勢力に抗して後退移動したとき開路となるｂ接点スイッチ１１、電池電 源１２、表示手段１３、及び制御開路１４を備え、当該制御回路１４は、前記ｂ 接点スイッチ１１が開路に切り換わったときに前記電池電源１２により前記表示 手段１３を作動させるように構成してなる請求項１または２記載の構成からなる ものである。

【００１１】

【作用】

本考案の請求項１によれば、機械本体Ｍのワーク掴持用チャックＣに本装置Ａ のシャンク部１が掴持され、この状態でＸ方向及びＺ方向に送り可能な多数の工 具Ｔが予め取り付けられている工具台からコンピューターの指令に基づき、必要 な工具がチャックＣに掴持された本装置Ａの検出用円盤２に対向するように取り 出され、その位置からコンピューターの計数管理のもとに検出用円盤２の−Ｘ方 向当接部３あるいは＋Ｘ方向当接部４、及び−Ｚ方向当接部５あるいは＋Ｚ方向 当接部６に当接するまで移動させてその各当接点を基準座標位置Ｐとして、コン ピューターに記憶させ、これを基準にワークの切削条件に合わせて数値を入力す ることになる。

【００１２】 このように検出用円盤２によって検出される基準座標位置Ｐが、ワークがチャ ックＣに掴持される同じ位置で設定されるため、ワークに対する実際の加工部位 と略同一の条件及び感覚で入力することができ、作業者の入力作業がそれだけ感 覚的に容易になると共に、補正作業も少なくて済むことになる。

【００１３】 また請求項２によれば、例えば円柱状のワークに対する外周面の切削や穴明け や中ぐり切削の際に、可及的にその形状に似た検出面に形成しているため、この 面からも感覚的に入力作業が容易であり、補正作業も少なくて済む。

【００１４】 また請求項３によれば、工具Ｔの導電性を利用して、本装置Ａに内蔵した電池 電源７によりチャックＣとこれに掴持される本装置Ａとその周囲の機械本体Ｍを 経由して、検出用円盤２に工具刃先Ｔａが接触した時点で電気閉回路９を形成す ることによって、表示手段８によってその当接時点を検出するようにしたため構 成が極めて簡単である。

【００１５】 また請求項４によれば、工具Ｔが非導電性のものであっても電池電源１２よっ て表示手段１３を作動させることができると共に、検出用円盤２に工具刃先Ｔａ が接触するまで表示手段１３が作動しないため電力の消費が少なくて済む。

【００１６】

【実施例】

図１は、本考案の一実施例の使用状態を示すもので、本装置Ａのシャンク部１ が機械本体Ｍのワーク掴持用チャックＣに掴持された状態を示す。

【００１７】 シャンク部１には同軸に本体部１５を挟んで検出用円盤２を取着されている。 この検出用円盤２の前方には図示しないが、例えばＣＮＣ旋盤であれば、コンピ ューターの指令によってＸ及びＺ方向に移動可能な多数の切削工具が工具台に取 り付けられて待機している。

【００１８】 本装置の詳細を図２によって説明すると、本体部１５の内部には円形鍔１６が 設けられ、この円形鍔１６にはその周方向等間隔三個所の位置にセラミック等の 絶縁性のボール１７が配設され、この各ボール１７がスプリング１８に付勢され て本体部１５の前面壁１９に形成した窪み等２０に係合することによって円形鍔 １６に突設した中心軸２１に外力が負荷しても常に軸心上に復帰するようになっ ている。なお、前記ボール１７が導電性のものであれば円形鍔１６とボール１７ との間に絶縁体が介在される。

【００１９】 中心軸２１の先端部には、本考案の要部である検出用円盤２がねじ部２２とイ ンロー部２３とによって同軸に連結されており、ねじ部２２を弛めることによっ て検出用円盤２を中心軸２１から取り外し、必要に応じて検出用円盤２を径の異 なったものと、あるいは損傷したときに交換することができるようになっている 。

【００２０】 検出用円盤２は、中央部分が中ぐり状に薄くくり抜かれた偏平な円盤状に形成 され、この円盤の外周面２ａが−Ｘ方向当接部３を形成し、中ぐり孔の内周段面 ２ｂが＋Ｘ方向当接部４を形成し、円盤の一方の平坦面である盤面２ｃが−Ｚ方 向当接部５を形成し、その裏側の平坦面である盤面２ｄが＋Ｚ方向当接部６を形 成するようになっている。この各当接部の役割については後述する。

【００２１】 本体部１５の内部には導電性のばね座２４と合成樹脂などからなる絶縁体２５ とばね座２４につながれた配線２６が設けられ、本体部１５の外周面に露出して 表示手段８たるランプ（ＬＥＤ）が配線２６によって絶縁体２５内を通って本体 部１５に内蔵した電池電源７の一方の電極７ａに電気的につながれ、他方の電極 ７ｂはばね２７を介してシャンク部１に電気的に導通状態につながれている。

【００２２】 従って、後述のように検出作業によって工具刃先Ｔａが検出用円盤２に当接し たときには、工具Ｔ、検出用円盤２、スプリング１８、ばね座２４、配線２６、 表示手段８、電池電源７、ばね２７、シャンク部１、チャックＣ、機械本体Ｍ及 びこれにつながれる工具Ｔを経由する電気閉回路９が形成され、これにより表示 手段８が作動して工具Ｔの当接時点を検知することができるようになっている。 なお、２８はセットねじで、本体部１５の内部を同心状態に調節するためのもの である。

【００２３】 図３は、本装置Ａの使用状態を示すもので、そのうちＡは、工具刃先Ｔａであ るスローアウェイチップが検出用円盤２の−Ｘ方向当接部３に当接して、工具Ｔ の−Ｘ方向の送り、例えばワークの外周面切削作業の際の基準座標Ｐを検出する ために使用され、Ｂは、同じくスローアウェイチップＴａが検出用円盤２の内周 段面２ｂである＋Ｘ方向当接部４に当接して工具Ｔの＋Ｘ方向当接部４の送り、 例えば中ぐり切削作業の際の基準座標Ｐを検出するために使用され、Ｃは、工具 刃先Ｔａであるドリルが検出用円盤２の−Ｚ方向当接部５に当接して、工具Ｔの −Ｚ方向の送り、例えば孔明け作業の際の基準座標Ｐを検出するために使用され 、Ｄは、工具刃先Ｔａである溝入れバイトが検出用円盤２の＋Ｚ方向当接部６に 当接して、工具Ｔの＋Ｚ方向の送り、例えば溝入れ切削作業の際の基準座標Ｐを 検出するために使用される。

【００２４】 このように検出用円盤２は、ワークの一般的な形状である円柱状体の各面に相 当する盤面や内外周面を検出用当接部とするため、実際のワークを想定してその 基準座標を設定することができ、作業者は検出作業を感覚的にもその後の補正作 業をも容易に行うことができる。

【００２５】 図４〜図６は、本考案の他の実施例を示すもので、本体部３０を貫通する中心 軸３１の内端には、本体部３０の前面壁３２に対面する円形鍔３３が同心状に連 設され、前記前面壁３２の周方向３箇所には、電気絶縁材３４を夫々介して固定 接点３５ａ〜３７ａが固着され、円形鍔３３には、前記各固定接点３５ａ〜３７ ａに離接自在な可動接点３５ｂ〜３７ｂが夫々電気絶縁材３８を介して固着され ている。

【００２６】 本体部３０内には、中心軸３１の軸心方向に摺動自在な可動体３９がスライド ベアリング４０を介して同心状に支持されている。この可動体３９はスプリング １０により中心軸３１側へ押圧付勢され、その先端に形成された半球状凹部と中 心軸３１の内端中心部に形成された半球状凹部との間には球体４２が介装されて いる。従って中心軸３１は、前記球体４２及び可動体３９を介してスプリング１ ０により外向きに押圧され、円形鍔３３の周辺各可動接点３５ｂ〜３７ｂが前面 壁３２の周辺各固定接点３５ａ〜３７ａに当接することにより、中心軸３１の軸 心と同心状の中立姿勢に保持されている。

【００２７】 中心軸３１側の可動接点３５ｂ，３６ｂは配線４３によって互いに接続され、 可動接点３７ｂは固定接点３６ａに配線４４によって接続され、残る固定接点３ ５ａ，３７ａのうち、固定接点３５ａは、図４及び図６に示すように配線４５に よって制御回路１４と電池電源１２及び表示手段１３に接続され、固定接点３７ ａは本体部３０に接続されている。なお電池電源１２の他方の電極は、図４に示 すようにスプリング４７を介してシャンク部１から本体部３０に接続されている 。

【００２８】 制御回路１４は、図６に示すようにダーリントン接続された増幅用トランジス ターＴｒ１，Ｔｒ２が使用され、接点スイッチが開いたときのみ両トランジスタ ーＴｒ１，Ｔｒ２が導通状態となるように前記トランジスターＴｒ１のベース回 路に前記固定及び可動接点からなる直列のｂ接点スイッチ１１（３５〜３７）を 接続し、後段トランジスターＴｒ２の導通時に表示ランプ１３が点灯するように 構成している。Ｒ１，Ｒ２は電流制限用抵抗器である。

【００２９】 上記の構成よれば、制御回路に電源スイッチが介装されていないので、常時抵 抗器Ｒ１とｂ接点スイッチ１１（３５〜３７）とに電池電源１２から供給される 電流が流れている。従って消費電力を抑制して電池電源１２の耐用寿命を永くす るために、トランジスターＴｒ１の定格ベース電流が得られる範囲で抵抗器Ｒ１ の値を十分に大きくしておくことが望ましい。しかし必要に応じて電源スイッチ を使用しても良い。

【００３０】 上記のように直列に接続されているｂ接点スイッチ１１（３５〜３７）の全て が閉じているときには、前段トランジスターＴｒ１及び後段トランジスターＴｒ ２が非導通状態にあるから、表示ランプ１３は点灯していない。

【００３１】 しかして、中心軸２１の先端部には、各検出用当接部３〜６を有する検出用円 盤２がねじ部２２とインロー部２３とによって同軸に連結されており、ねじ部２ ２を弛めることによって検出用円盤２を中心軸２１から取り外し可能となってい る点は前記実施例と同じである。

【００３２】 そして工具Ｔが移動してその刃先Ｔａが検出用円盤２に当接することによって 上記ｂ接点スイッチ群３５〜３７のいずれかまたは全部が開くことにより、前段 トランジスターＴｒ１及び後段トランジスターＴｒ２が何れも導通し、表示ラン プ（発光ダイオード）１３が電池電源１２から供給される電流により点灯して工 具Ｔの当接時点を検知することができる。この実施例によれば、工具Ｔがセラミ ック製のように非導電材料で形成されていても検出作業を行うことができる。

【００３３】 なお、検出作業の終了したときには、本装置ＡをチャックＣから取り外し、こ れを適当な場所に保管しておけばよい。

【００３４】

【考案の効果】

本考案の請求項１によれば、検出用円盤がシャンク部によって、チャックに取 り付けられ、工具の基準座標位置が、ワークがチャックに掴持される同じ位置で 設定されるため、ワークに対する実際の加工部位と略同一の条件及び感覚で検出 作業を行うことができ、作業者の検出及び入力作業がそれだけ感覚的に容易にな ると共に、補正作業も少なくて済むことになる。

【００３５】 また請求項２によれば、例えば円柱状のワークる対する外周面の切削や穴明け や中ぐり切削の際に、可及的にその形状に似た検出面に形成しているため、この 面からも感覚的に入力作業が容易であり、補正作業も少なくて済む。

【００３６】 また請求項３によれば、工具の導電性を利用して、本装置に内蔵した電池電源 によりチャックとこれに掴持される本装置とその周囲の機械本体を経由して、検 出用円盤に工具刃先が接触した時点で電気閉回路が形成され、これにより表示手 段によってその当接時点を検出するようにしたため構成が極めて簡単である。

【００３７】 また請求項４によれば、工具が非導電性のものであっても電池電源よって表示 手段を作動させることができると共に、検出用円盤に工具刃先が接触するまで表 示手段が作動しないため電力の消費が少なくて済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すもので、その使用状態
を示す。

【図２】本考案の一実施例の詳細を示す断面図である。

【図３】同使用例を示す。

【図４】本考案の他の実施例の詳細を示す断面図であ
る。

【図５】同要部斜視図である。

【図６】同回路図である。

【図７】切削工具の切削作業の開始する基準である−Ｘ
方向、＋Ｘ方向、−Ｚ方向及び＋Ｚ方向の各座標位置の
検出原理説明図である。

【符号の説明】

Ｍ 機械本体 Ｃ チャック Ｔ 工具 Ｔａ 工具刃先 １ シャンク部 ２ 検出用円盤 ３ −Ｘ方向当接部 ４ ＋Ｘ方向当接部 ５ −Ｚ方向当接部 ６ ＋Ｚ方向当接部 ７ 電池電源 ８ 表示手段 ９ 電気閉回路 １０ スプリング １１ ｂ接点スイッチ １２ 電池電源 １３ 表示手段 １４ 制御回路

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 機械本体のワーク掴持用チャックに対向
   して、Ｘ方向及びＺ方向に送り可能な多数の工具が工具
   台に予め取り付けられている工作機械に用いられる工具
   刃先の座標位置検出装置であって、チャックに掴持され
   るシャンク部と、このシャンク部と同軸に設けられた検
   出用円盤とからなり、この検出用円盤には、工具が−Ｘ
   方向または＋Ｘ方向に送られることによって工具刃先が
   該円盤に当接して工具の−Ｘ方向または＋Ｘ方向の座標
   位置を検出する−Ｘ方向及び＋Ｘ方向当接部と、工具が
   −Ｚ方向または＋Ｚ方向に送られることによって工具刃
   先が該円盤に当接して工具の−Ｚ方向または＋Ｚ方向の
   座標位置を検出する−Ｚ方向及び＋Ｚ方向当接部とを有
   してなる工具刃先の座標位置検出装置。
2. 【請求項２】 −Ｘ方向当接部は検出用円盤の外周面に
   形成され、＋Ｘ方向当接部は検出用円盤を中ぐりして形
   成した中ぐり孔の内周段面に形成され、−Ｚ方向当接部
   は検出用円盤の一方の盤面に形成され、＋Ｚ方向当接部
   はその裏側の他方の盤面に形成されてなる請求項１記載
   の工具刃先の座標位置検出装置。
3. 【請求項３】 電池電源を内蔵すると共に表示手段を設
   け、検出用円盤に工具刃先が当接することによって、該
   円盤、工具、機械本体、チャック、電池電源及び表示手
   段をつなぐ電気閉回路が形成され、これによって表示手
   段を作動させるように構成してなる請求項１または２記
   載の工具刃先の座標位置検出装置。
4. 【請求項４】 前記検出用円盤はスプリングにより突出
   方向に付勢され、この検出用円盤が工具刃先に当接する
   ことによりスプリングの付勢力に抗して後退移動したと
   き開路となるｂ接点スイッチ、電池電源、表示手段、及
   び制御開路を備え、当該制御回路は、前記ｂ接点スイッ
   チが開路に切り換わったときに前記電池電源により前記
   表示手段を作動させるように構成してなる請求項１また
   は２記載の工具刃先の座標位置検出装置。