JPH10146742A - リニアツールセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リニアゲージの１個の内蔵で、多方向にセッ
トしたツールの加工すべき数値を制御装置にプリセット
することができるようなリニアツールセンサを得る。 【解決手段】 ２以上のコンタクトのそれぞれの変位に
よって、コンタクトとともに摺動する接触子が斜面体の
傾斜面に押圧することにより、斜面体が摺動軸の摺動方
向と直角な方向に変位して、リニアゲージのリニアスケ
ールを変位させることにより、一つのリニアゲージを数
値出力させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工具の刃先位置を
プリセットすることができるリニアツールセンサに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来ＣＮＣ旋盤等に使用してバイト等の
プリセット位置を検出することができるツールセンサと
して、多方向例えば５方向のセンサを備えたものは、図
１、図２同様な外観を有していて、Ｘ、Ｘ’、Ｙ、
Ｙ’、Ｚの５方向のセンサの各々に、それぞれスイッチ
機構を内蔵し、それぞれの方向のコンタクトにツールが
接触変位することにより内蔵したスイッチ機構がＯＮま
たはＯＦＦ信号を制御装置に出力することによって、そ
れぞれのバイト等のプリセット位置の検出をすることが
できるようになっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、例えばフライ
スのカッター場合、切削寸法は複数刃のうち一番高い刃
によって決定されるために、フライスのカッターをコン
タクトに当接した状態で回転して一番高い刃を探し求
め、加工すべき数値を制御装置にプリセットすることが
できるようなリニアツールセンサが望まれるに至った。

【０００４】更に工作機械の多軸複合化にともない、上
記リニアツールセンサも複数方向にそれぞれ取り付ける
必要がでてきたが、リニアツールセンサに内蔵するリニ
アゲージは上記スイッチを内蔵するタッチセンサと異な
り高価であるので、リニアツールセンサを複数方向にそ
れぞれ取り付けることは更に高価になった。また、リニ
アゲージは長さが長いために、複数方向にそれぞれ取り
付けるとリニアツールセンサ自体が大型となり、広い取
付けスペースを要するようになった。

【０００５】本発明は上記リニアゲージの１個の内蔵
で、多方向にセットしたツールの加工すべき数値を制御
装置にプリセットすることができるようなリニアツール
センサを得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、本発明のリニアツールセンサはハウジング
の基準面に対する垂直線上を変位するリニアゲージのリ
ニアスケールと、上記リニアスケールと同一方向に協動
変位する作動軸と、上記作動軸のリニアゲージとは反対
側の端に固定され、上記作動軸の中心軸を中心とし、上
記中心軸と所定の傾斜角度を有する傾斜によって形成さ
れる斜面体とを、それぞれハウジング内に設けるととも
に、上記斜面体の中心軸と直角な中心線上を上記斜面体
の中心軸に向かう接触子を端面に有して付勢摺動する２
以上の摺動軸を上記ハウジングの側壁に設け、上記摺動
軸のハウジングよりの突出端に、それぞれコンタクトを
備えることにより、上記２以上のコンタクトのそれぞれ
の変位によって、上記接触子が上記斜面体の傾斜面に押
圧することにより、一つのリニアゲージによって、２以
上の方向に数値出力させるようにしたものである。

【０００７】また上記斜面体の中心軸と同軸に、上記斜
面体の頂部に向かって付勢摺動する摺動軸を上記ハウジ
ングの頂壁に設け、上記摺動軸のハウジングよりの突出
端にコンタクトを備えることにより、上記リニアセンサ
に基準面に対する垂直線上の変位も上記一つのリニアゲ
ージによって、上記方向に加えて数値出力させるように
したものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の外観を表わす平面
図、図２はその正面図で、図３は図１のＸ−Ｘ’断面を
拡大した正面図である。

【０００９】図１、図２において、１はベースで、その
底面は基準面１ａを形成し、２はハウジングで、ハウジ
ング２を貫通する基準面１ａに垂直な中心線Ｚ−Ｚ’
と、基準面に平行な面上で相互に直角で中心線Ｚ−Ｚ’
上で交差する中心線Ｘ−Ｘ’と中心線Ｙ−Ｙ’によって
形成されるＸ、Ｘ’、Ｙ、Ｙ’、Ｚの５方向には、それ
ぞれコンタクト３ｘ、３ｘ’、３ｙ、３ｙ’、３ｚが設
けられている。なお、４ｘ、４ｘ’、４ｙ、４ｙ’、４
ｚは防塵のためのゴムブーツである。

【００１０】図３において、ハウジング２の左右側面と
上面にはフランジ５ｘ、５ｘ’、５ｚが固定され、ハウ
ジング２の手前と奥の側面には１図および２図で表わさ
れているようにフランジ５ｙ、５ｙ’が固定されてい
る。フランジ５ｘ、５ｘ’、５ｙ、５ｙ’、５ｚにはそ
れぞれ摺動軸受６ｘ、６ｘ’、６ｙ（図には表われ
ず）、６ｙ’（図には表われず）、６ｚが設けられてお
り、摺動軸受６ｘ、６ｘ’の中心線は中心線Ｘ−Ｘ’と
一致し、摺動軸受６ｙ、６ｙ’の中心線は中心線は中心
線Ｙ−Ｙ’と一致し、摺動軸受６ｚの中心線は中心線Ｚ
−Ｚ’と一致する。

【００１１】フランジ５ｘ、５ｘ’、５ｙ、５ｙ’に取
り付けられる諸構成は全て同一であるので、フランジ５
ｘのみについて以下説明をする。摺動軸受６ｘには摺動
軸７ｘが摺動自在に嵌合し、その外端にはブッシュ８ｘ
を介してコンタクトホルダ９ｘが固定され、コンタクト
ホルダ９ｘには超硬合金材よりなるコンタクト３ｘが固
着されている。

【００１２】摺動軸７ｘの内端には接触子ホルダ１０ｘ
が固定され、その先端には接触子１１ｘが固着されてい
る。接触子１１ｘは圧縮コイルばね１２ｘにより中心線
Ｚ−Ｚ’に向けて付勢されている。なお、１３ｘはフラ
ンジ５ｘに植えられた接触子ホルダ１０ｘの回り止めピ
ンであり、ゴムブーツ４ｘ（図１、図２）は省略してあ
る。

【００１３】一方、摺動軸受６ｚには摺動軸７ｚが摺動
自在に嵌合し、その外端にはブッシュ８ｚを介してコン
タクトホルダ９ｚが固定され、コンタクトホルダ９ｚに
は超硬合金材よりなるコンタクト３ｚが固着されてい
る。摺動軸７ｚの内端には接触子ホルダ１０ｚが固定さ
れ、その先端には接触子であるボール１１ｚが中心軸Ｚ
−Ｚ’上に固着されている。ボール１１ｚは圧縮コイル
ばね１２ｚにより下方に向けて付勢されている。なお、
１３ｚはフランジ５ｚに植えられた接触子ホルダ１０ｚ
の回り止めピンであり、ゴムブーツ４ｚ（図２）は省略
してある。

【００１４】１５はハウジング２の下部２ａに固定され
た作動軸受で作動軸１６を摺動自在に軸受していて、作
動軸１６は圧縮コイルばね１７により作動軸１６に圧入
されたリング１６ａを経て常時上方に付勢されており、
この付勢力はリング１６ａが下部２ａに当接することで
止められている。作動軸１６の上端には頂部が円錐形あ
るいは角錐形をした傾斜面を有する斜面体１６ｂが固着
されている。

【００１５】斜面体１６ｂが円錐形の場合は上記接触子
１１ｘはローラで、ローラ１１ｘの中心線は中心線Ｘ−
Ｘ’に対して直角である。斜面体１６ｂが角錐形の場合
は上記接触子１１ｘはボールでよい。

【００１６】１８はリニアゲージであって、ハウジング
の下端部２ｂに保持され、リニアゲージ１８の内部には
Ｚ−Ｚ’方向に上方摺動習性を有するリニアスケールが
内蔵され、その上端部１８ａは作動軸１６の下端１６ｃ
に当接して止められている。図には記してないがリニア
ゲージ１８内にあるリニアスケールが変位すると、その
動いたリニアスケールの変位量を発光素子と受光素子と
で読み取り、数値出力するようになっている。

【００１７】いまコンタクト９ｘに、例えばフライスの
カッタが当接してＸ’の方向に変位すると、摺動軸６ｘ
はＸ’の方向に摺動し、接触子１１ｘは斜面体１６の斜
面を押圧するために、作動軸１６はＺ’方向に変位し、
リニアゲージ１８内にあるリニアスケールが変位して数
値出力をする。この状態でフライスのカッタをゆっくり
と逆回転させることにより、一番高い刃を探し求め、加
工すべき数値をプリセットすることができる。コンタク
ト３ｘ’、３ｙ、３ｙ’についても同様である。

【００１８】また、コンタクト３ｚに、例えばフライス
のカッタが当接してｚ’の方向に変位すると、摺動軸７
ｚはｚ’の方向に摺動し、ボール１１ｚは斜面体１６の
頂部平面を押圧するために、作動軸１６はＺ’方向の変
位し、リニアゲージ１８内にあるリニアスケールが変位
して数値出力をする。この状態でフライスのカッタをゆ
っくりと逆回転させることにより、一番高い刃を探し求
め、加工すべき数値をプリセットすることができる。

【００１９】なお、１９はオーバトラベル信号を発生す
るスイッチで、斜面体１６ｂのフランジ部下面がハウジ
ング下部２ａに当接する前に、スイッチ１９が働いてオ
ーバトラベルを防止する。

【００２０】コンタクト３ｘ、３ｘ’、３ｙ、３ｙ’、
３ｚは円形とは限らず種々の変形が可能である。また、
本発明はＸ、Ｘ’、Ｙ、Ｙ’、Ｚの５方向にコンタクト
有するように述べたが、５方向未満２方向以上の構成、
例えばＸとＹの２方向のみとしても勿論よい。上記した
実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱し
ない範囲において種々の変更を加えるこてができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明はリニアゲージの１個の内蔵で、
多方向にセットしたツールの加工すべき数値を制御装置
にプリセットすることができるリニアツールセンサを得
ることを可能としたので、リニアツールセンサを複数方
向にそれぞれ取り付けるよりも非常に安価となる。

【００２２】また、リニアゲージの１個の内蔵で済むの
で、長さが長いリニアゲージを複数方向に、それぞれ取
り付けるよりも、リニアツールセンサ自体が小型とな
り、狭い取付けスペースで済み、使い勝手がよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】外観を表わす平面図である。

【図２】外観を表わす正面図である。

【図３】図１のＸ−Ｘ’断面を拡大した正面図である。

【符号の説明】

１ ベース １ａ 基準面 ２ ハウジング ３ コンタクト ５ フランジ ６ 摺動軸受 ７ 摺動軸 ９ コンタクトホルダ １１ 接触子 １６ 作動軸 １６ａ 斜面体 １８ リニアゲージ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングの基準面に対する垂直線上を
   変位するリニアゲージのリニアスケールと、上記リニア
   スケールと同一方向に協動変位する作動軸と、上記作動
   軸のリニアゲージとは反対側の端に固定され、上記作動
   軸の中心軸を中心とし、上記中心軸と所定の傾斜角度を
   有する傾斜によって形成される斜面体とを、それぞれハ
   ウジング内に設けるとともに、上記斜面体の中心軸と直
   角な中心線上を上記斜面体の中心軸に向かう接触子を端
   面に有して付勢摺動する２以上の摺動軸を上記ハウジン
   グの側壁に設け、上記摺動軸のハウジングよりの突出端
   に、それぞれコンタクトを備えることにより、上記２以
   上のコンタクトのそれぞれの変位によって、上記接触子
   が上記斜面体の傾斜面に押圧することにより、一つのリ
   ニアゲージを数値出力させることを特徴としたリニアツ
   ールセンサ。
2. 【請求項２】 上記斜面体の中心軸と同軸に、上記斜面
   体の頂部に向かって付勢摺動する摺動軸を上記ハウジン
   グの頂壁に設け、上記摺動軸の上記ハウジングよりの突
   出端にコンタクトを備えることを特徴とした請求項１記
   載のリニアツールセンサ。