JPH071293A - 加工機械用位置合わせ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工具の動作を停止させなくても、容易にか
つ安全に加工具と被加工物の加工位置との位置合わせを
行う。 【構成】 加工具３を装着する主軸２とは独立して上下
動可能に支持部４を設ける。該主軸２を中心として主軸
２からの各距離が等しく、照射方向が互いに内方へ所定
角度傾斜して照射位置の合致点が被加工物の加工位置を
指示し得ように可視光レーザ装置１を支持部４に複数取
り付ける。支持部４の高さ調整をして被加工物の加工位
置に、可視光レーザ装置１の照射位置の合致点を一致さ
せるだけで位置合わせ作業が完了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加工機械用位置合わせ
装置に関し、特に、ワークに対して穴あけ加工を施すボ
ール盤やミシン等の縫製機械など、被加工物に対して加
工位置と加工具との位置合わせした後加工を施す加工機
械に適する位置合わせ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ボール盤により穴あけ加工を行
う場合、まず、上下動する主軸に取り付けられた加工具
であるドリルの回転軸心と、被加工物であるワークの穴
あけ位置とを位置合わせした後行っている。この位置合
わせ方法としては、主軸にドリルを装着した後、主軸を
テーブル上に載置したワークの加工面に当接するまで下
降させ、ドリルの先端（回転軸心）とワークの穴あけ位
置とが一致するように、ワークの載置位置を調整して行
うのが通常である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな位置合わせを行うに際し、ドリルを回転させたまま
行うのは危険である。したがって、通常は、一旦ドリル
の回転を停止させ、上記した位置合わせ作業を行った
後、再びボール盤のスイッチを入力して穴あけ加工を行
っている。そのため、何度もスイッチの切り換えを行わ
なければならず、能率的ではない。

【０００４】また、径が大きく、長さの長いドリルを使
用する場合、上記したように、加工前にドリルを下降さ
せて位置合わせを行うと、ワークの加工位置がドリルの
陰になって、特に位置合わせを行いにくいという問題が
ある。

【０００５】一方、ボール盤等の工作機械に限らず、縫
製機械等、例えばミシンを使用する場合も、被加工物で
ある布材、革材等に対して、縫製開始位置を確認するた
め、加工具である針を布材等の表面に当接するまで下降
させてから縫製作業を行うのが通常である。しかしなが
ら、かかる場合も、安全性を考慮して針の動作を停止さ
せて位置合わせを行うのが通常であり、スイッチの切り
換え操作が何度も必要で非能率的である等、上記したボ
ール盤と同様の問題を有する。

【０００６】本発明は上記した課題を解消するためにな
されたものであり、加工具の動作を停止させなくても、
容易にかつ安全に加工具と被加工物の加工位置との位置
合わせを行うことができる加工機械用位置合わせ装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため本発明の加工機械用位置合わせ装置は、上下動する
主軸に装着される加工具により、被加工物に対して位置
合わせをした後加工を施す加工機械に使用される位置合
わせ装置において、該主軸とは独立して上下動可能に設
けられた支持部と、該主軸を中心として主軸からの各距
離が等しく、照射方向が互いに内方へ所定角度傾斜する
ように該支持部に複数取り付けられ、照射位置の合致点
が被加工物の加工位置を指示し得る可視光レーザ装置
と、を備えてなることを特徴とする。

【０００８】

【作用】テーブル上に載置されている被加工物に対し、
可視光レーザ装置からレーザ光を照射する。複数の可視
光レーザ装置から照射されるレーザ光が被加工物の加工
面上で合致するように可視光レーザ装置を支持する支持
部、又は被加工物が載置されたテーブルの高さ調整をす
る。レーザ光の合致点に、被加工物の加工位置を一致さ
せ、主軸を下降させ、加工具により各種加工を施す。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の加工機械用位置合わせ装置を
図面に示した実施例に基づきさらに詳細に説明する。図
１〜図３は、加工機械としてのラジアルボール盤に装着
した本実施例の加工機械用位置合わせ装置を説明するた
めの図であり、１は可視光レーザ装置、２は主軸、３は
ラジアルボール盤の加工具であるドリル、４は支持部で
ある。

【００１０】可視光レーザ装置１としては、例えば、半
導体レーザとレンズを使用し、平行光を照射するもの
や、さらに光ファイバーを組み合わせたものを用いるこ
とができる。また、Ｈｅ−Ｎｅレーザ等、公知の種々の
レーザを使用することが可能である。

【００１１】この可視光レーザ装置１は複数使用され、
ドリル３が装着される主軸２を内部に収納して該主軸２
を上下動可能に保持する主軸頭５の外周囲に、該主軸２
とは独立して上下動可能に配設された略円筒状の支持部
４に取り付けられる。ここで、主軸頭５は、本実施例の
ようにラジアルボール盤に使用した場合には、テーブル
（ベース）７に立設されたコラム（図示せず）に突設し
たアーム（図示せず）に沿って水平移動可能に設けられ
ているものである。なお、支持部４の上下動手段として
は、主軸２の上下動手段と同様にクランク機構、カム機
構等種々の手段が用いられるが、いずれの場合も、手動
式でも、モータと連結した自動式でも構わない。

【００１２】可視光レーザ装置１の取付位置としては、
例えば、図２に示したように、３個の装置を使用した場
合、支持部４の周囲において、主軸２の中心（ドリル３
の中心）３ａから各装置１までの距離Ｄが等しくなり、
かつ支持部４の外周に沿った各装置１同士の間隔も等間
隔となる位置に取り付けることが好ましい。

【００１３】また、各装置１からのレーザ光の照射方向
（照射角度θ）が、図１に示すように、互いに内方へ所
定角度傾斜し、ドリル３の回転軸心３ａ上のある距離Ｌ
の位置で合致するように取り付けられる。

【００１４】この場合、ドリル３を径や長さが異なるも
のに交換した場合に対応するため、照射角度θを調整可
能に設けることが好ましい。すなわち、ドリル３の長さ
が長いものを使用した場合にはθを小さくできるよう
に、短いものを使用した場合にはθを大きくできるよう
な機構とすることが好ましい。

【００１５】照射角度を調整可能に可視光レーザ装置１
を取り付ける手段は特に限定されるものではないが、例
えば、図１〜図３に示したように、支持部４の外周面適
宜位置を取り付け支点４ｆとして、この取り付け支点４
ｆから外方に傾斜する形状に成形されていると共に、バ
ネ部材４ｈにより支持部４の外周面に対して接近方向に
付勢されるように取り付けられる取り付け板４ｅに該可
視光レーザ装置１を取り付ける。さらに、支持部４とし
て主軸頭５の外周面との間に所定の間隙が生じ得るよう
な径で成形したものを配設し、外周囲に突設されて支持
部４に形成した窓部４ｂから外方に臨む調整用ハンドル
４ｃを有すると共に、外周囲に角部のない略正三角形の
環部材からなるおにぎり型のカム４ａを、支持部４と主
軸頭５との間隙に介在配設する。そして、取り付け板４
ｅの上部付近に対応する位置に支持部４に形成した孔部
４ｉを貫通するように、該取り付け板４ｅの上部に一端
が固定される棒部材４ｄを配設し、その他端をカム４ａ
の外周面に当接させる。なお、４ｇは支持部４の外周面
と該棒部材４ｄに設けたフランジ部との間に配設され、
両者を接近方向に付勢するバネ部材であり、４ｊは微調
整用の調節ダイヤルである。

【００１６】すなわち、一つの調整ハンドル４ｃを矢印
Ｖ方向又はＷ方向に移動させると、カム４ａが回動し
て、棒部材４ｄがカム４ａの頂部付近に当接した場合に
はＸ方向に移動して取り付け板４ｅをさらに傾斜させ、
棒部材４ｄがカム４ａの頂部付近以外の部分に当接した
場合にはＹ方向に移動して取り付け板４ｅの傾斜角度が
ゆるくなる構造である。

【００１７】また、調節ダイヤル４ｊを回動させれば、
各取り付け板４ｅの取り付け角度を個別に微調整するこ
とにより、照射角度θの微調整を行うことができる。な
お、上記したように、本実施例では一つの調整ハンドル
４ｃの操作で、各装置１からのレーザ光の照射角度を調
整できるが、個別微調整を行うと各装置１からのレーザ
光の合致点がドリル３の回転軸心３ａ上から外れてしま
う場合があるため、その場合には、該回転軸心３ａ上の
ある位置で一致するように調節する必要がある。但し、
その手段は特に限定されるものではなく、例えば、ドリ
ル３を装着する主軸２のチャック部に、上記した装置１
とは別途に垂直に照射する可視光レーザ装置（図示せ
ず）を取り付け、この可視光レーザ装置から照射される
レーザ光上のあるスポットに、上記各装置１からのレー
ザ光の合致点が一致するように各調節ダイヤル４ｊを回
動させて取り付け板４ｅの傾斜角度を調整すればよい。

【００１８】かかる構成からなる本実施例のボール盤は
次のように作用する。まず、テーブル７上にワーク６を
載置する。各可視光レーザ装置１からレーザ光を照射す
る。この場合、図４（ａ）に示すように、レーザ光のス
ポット１ａが３点に生じた場合には、ワークと可視光レ
ーザ装置１との距離が近過ぎるか、又は遠過ぎることに
なるため、図４（ｂ）に示すように、各レーザ光のスポ
ット１ａが一点で合致するまで、支持部４を上昇又は下
降させる。この場合、支持部４の上下動作と併せて、又
は支持部４を上下動作させずに、テーブル７の高さ調整
を行って、各レーザ光のスポット１ａを一点で合致させ
る手段を採ってもよい。

【００１９】各可視光レーザ装置１からのレーザ光が一
点で合致したならば、ワークの位置を僅かに移動し、ワ
ークの穴あけ位置とレーザ光の合致点とをさらに合致さ
せる。

【００２０】かかる状態で主軸２を下降させると、ドリ
ル３の回転軸心３ａ上にレーザ光の合致点が位置してい
るため、ワークの穴あけ位置とドリル３の回転軸心３ａ
も一致して、必要な箇所に確実に穴あけ加工することが
できる。

【００２１】なお、本発明の加工機械用位置合わせ装置
は上記した実施例に何ら限定されるものではない。例え
ば、上記した実施例では、カム４ａにより一つの調整ハ
ンドル４ｃで、取り付けられた複数の可視光レーザ装置
１の照射角度を調整可能にし、微調整のみを各装置１ご
とに個別調整可能に設けているが、微調整のみではなく
すべての調整を個別に行える構成としてもよい。但し、
この場合には、上記したように、各装置１からのレーザ
光の合致点がドリル３の回転軸心３ａ上から外れてしま
うことを考慮して、該回転軸心３ａ上のある位置で一致
するような調節も行う必要がある。

【００２２】また、上記した実施例では、可視光レーザ
装置１を取り付ける支持部４を主軸頭５に外装している
が、該支持部４を主軸２とは独立して上下動可能に保持
できれば、主軸頭５の内部に装填してもよい。

【００２３】さらに、上記した実施例は、工作機械の一
つであるボール盤に適用した場合について説明している
が、本発明の加工機械用位置合わせ装置は、ＮＣ制御盤
等のその他の工作機械や、あるいはミシン等の縫製機械
等、被加工物の加工位置とドリル、針等の加工具との位
置合わせが必要なものであれば、種々の加工機械に適用
可能であることはもちろんである。

【００２４】

【発明の効果】本発明の加工機械用位置合わせ装置は、
被加工物の加工位置を指示する可視光レーザ装置を有す
るため、従来のように、加工位置確認のため、加工前に
加工具を下降させて位置確認する必要がなく、作業が容
易であると共に、安全である。また、位置合わせのため
に加工具の動作を停止させる必要がないため作業効率も
向上する。さらに、加工具として長さの長いものを使用
する場合でも、加工具を直接被加工物の加工位置に当接
して位置確認を行う構成ではないため、容易に作業を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例にかかる加工機械用
位置合わせ装置であって、本装置をボール盤に適用した
場合の要部を模式的に示す図である。

【図２】図２は、図１のＢ−Ｂ線に沿う概略断面図であ
る。

【図３】図３は、図１のＡ部詳細図である。

【図４】図４は、同実施例の加工機械用位置合わせ装置
の作用を説明するための模式図である。

【符号の説明】

１ 可視光レーザ装置 ２ 主軸 ３ ドリル ４ 支持部 ５ 主軸頭 ６ ワーク ７ テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木幹伸 静岡県浜北市内野2923 株式会社日本オー トメーション内 (72)発明者 深谷健吾 静岡県浜北市内野2923 株式会社日本オー トメーション内 (72)発明者 金子みゆき 静岡県浜北市内野2923 株式会社日本オー トメーション内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下動する主軸に装着される加工具によ
   り、被加工物に対して位置合わせをした後加工を施す加
   工機械に使用される位置合わせ装置において、該主軸と
   は独立して上下動可能に設けられた支持部と、該主軸を
   中心として主軸からの各距離が等しく、照射方向が互い
   に内方へ所定角度傾斜するように該支持部に複数取り付
   けられ、照射位置の合致点が被加工物の加工位置を指示
   し得る可視光レーザ装置と、を備えてなることを特徴と
   する加工機械用位置合わせ装置。
2. 【請求項２】 前記可視光レーザ装置が、照射角度を調
   整可能に設けられている請求項１記載の加工機械用位置
   合わせ装置。
3. 【請求項３】 前記加工機械がボール盤で、前記加工具
   がドリルである請求項１又は２記載の加工機械用位置合
   わせ装置。
4. 【請求項４】 前記加工機械が縫製機械で、前記加工具
   が針である請求項１又は２記載の加工機械用位置合わせ
   装置。