JPS582791B2 - ツ−ル・プリセッタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は数値制御工作機械、すなわちＮＣ工作機械に
使用する切削工具をプリセットするための新規な装置に
関する。

一般に、マシニングセンタやＮＣ中ぐり盤などのように
、あらかじめプログラムされた作動条件によって、その
工作機械の運転が制御されるものにあっては、これに使
用する回転切削工具、たとえば、中ぐり工具は、加工物
の加工すべき寸法、主として加工すべき穴の直径に合致
するように、回転工具の回転中心線から刃先までの距離
、すなわち工具の半径を工作機外で測定し調整すなわち
プリセットして工作機械の主軸に取りつける。

以上の目的のために使用されている装置、すなわちプリ
セツクには種々のものがあるが、従来、広く使用されて
いるプリセツタは、既知の半径を有する基準バーと使用
すべき切削工具とを取付けるための主軸と、工具の半径
を測定するゲージ装置を取付けるための支持部材とを具
備する。

その使用に当っては、先ず最初に、プリセツクの主軸に
基準バーを装着して、ゲージ装置をバーの外周にあて、
その読みを測定の原点としてゲージの指針を目盛のゼロ
に設定する。

次に、基準バーをプリセツタの主軸から取りはずして、
使用すべき回転切削工具を前記出軸に取付け、前記ゲー
ジを工具の刃先にあてて、その読みから前記測定の原点
との差を知り、これを既知の半径値に加算して工具の半
径の測定とした後、その値を２倍にして、工具の回転に
よって刃先が画く仮想円の直径を知るのである。

以上のようにしておこなう従来のプリセット方式には、
多くの誤差が加わる要因が多く、また誤差値も大きくな
るという欠点がある。

先ず第一に、測定の原点を求めるために基準バーを使用
する場合、この基準バーに何等かの誤差がある場合には
、その誤差は工具の半径の測定に誤差を加える。

次に、工具の半径を測定した後、これを２倍して工具の
回転による仮想円の直径とするために、工具の半径の測
定上の誤差は２倍になって表われる。

さらに、既知の半径を有する基準バーはその精度を維持
するために、取扱に当って慎重を期さなければならない
し、工具の半径の測定に当っては、プリセツタの主軸に
基準バーを取付けた後、これを切削工具と交換するなど
、その操作が面倒であって、多くの時間を必要とする。

また、基準バーをイ吏用しないプリセツタにおいては、
そのセッターの主軸の中心線と測定部の端面とが一致す
る位置を画定の読みのゼロ点すなわち原点としている。

したがって、セッターの主軸に測定すべき工具を装着し
た場合に、その原点に誤差が入りやすいという欠点があ
る。

これら、以上に述べた型式のプリセツタは工作機械外で
使用する設計のものであるから、工作機械の主軸に装着
させた工具の工具径をチェックしたり、工作機械の主軸
に取付けた状態で加工物の直径を測定するのには使用す
ることができないのは当然である。

この発明の目的は、以上に述べた欠点と不利益の全くな
い新規なツール・プリセツタを提供することにある。

この発明のさらに目的とするところは、従来のプリセツ
タのように基準バーを使用することなく、回転工具の仮
想円の直径を直接測定することのできるツール・プリセ
ツタを提供することにある。

この発明の目的はまた工作機械の主軸に取付けた回転工
具の刃先直径の測定と、その自動化にも応用することの
できるツール・プリセツタを提供することにある。

この発明の目的は、さらに自動制御工作機械の制御系装
置の一部として適用することができるツール・プリセツ
クを提供することにある。

この発明の目的は、以上に述べたほか、工作機械に取付
けた加工物の直径をも測定することのできる装置を提供
することにある。

この発明の目的は、その操作が頗る簡単であって、迅速
かつ精確に回転工具の刃先の画く仮想円の直径を測定す
ることができるツール・プリセツタを提供することにあ
る。

この発明の以上に挙げた諸目的と利益とは、以下に記述
する具体例によって十分に明確に理解されよう。

この発明の一実施態様について、図面を参照して詳細に
説明する。

第１図に示すように、この発明のツール・プリセツタ１
０は基台１２を有し、基台１２に主軸１４が軸受１５に
よって回転することができるように装架してある。

主軸１４は工作機械において使用する回転切削工具Ｔの
シャンクＴｓを装着することができるようにしてある。

基台１２には柱状部材１６が前記主軸１４と適当な距離
をとって固定してある。

測定部装置２０はこの発明のツール・プリセツタ１０の
主要部を構成するもので、ケーシング２１から成ってい
る。

ケーシング２１は支持部２２を具備する。

支持部２２は柱状部材１６に嵌合させるための開口２３
を備え、ねじ付ノブ２４によって支持部２２、つまりは
測定部装置２０を柱状部材１６について所望の位置に固
定することができる。

測定部装置２０のケーシング２１は支持部２２から水平
方向に伸長し、その横断面は逆Ｕ字状を形成している。

第３図に示すようにケーシング２１の両脚の端部には案
内溝２５が形成してある。

この案内溝２５に沿って、操作者が手で作動することに
よって移動できるように、１対の測定子２６と２７とが
装着してある。

測定子２６と２７の互に対面する端部は両測定子２６と
２７とを互に接触させることができるように、両測定子
の長手軸線に対して直角をなす平坦面２８，２９に形成
する。

また，第２図に点線で示すように、この平坦面を頂部と
して、ケーシング２１の側面にむけて互に接触すること
のないよのに末広状に開く傾斜面３０，３１を形成させ
れば、工具を側方から挿入するのに好ましい。

測定子２６と２７のうちの一方、たとえば測定子２６に
は、この測定子と共に移動することのできるように磁気
スケール３２の一端が固定してあり、他方の測定子２７
には前記スケール３２と所定の間隔をとるようにスライ
ダ３３が、測定子２７と共に移動できるように固定して
ある。

磁気スケール３２とスライダ３３とは共にそれ自体周知
のものであって、磁気スケール３２は精密に一定間隔に
切欠かれたクシ歯状の磁性体から成り、スライダ３３は
一種の変圧器で、スケール３２と一定の間隔を保ちなが
らスケールに沿って移動することにより、両者の相対位
置、結局は測定子２６と２７の相対位置にしたがって磁
気抵抗を変化させ、その移動量を検出し、適当な表示装
置３５にデイジタル表示させる。

なお、磁気スケール３２とこれに協働するスライダ３３
の代りに、リニャインダクトシンのスケールとスライダ
にすることもできる。

さらにまた以上のほかに光電形検出装置として公知の機
構である光じゃへい板とスリットを適用することも可能
である。

この発明の以上に述べた実施態様のツール・プリセツタ
を用いて、ＮＣ工作機械にセットしようとする回転工具
、たとえば中ぐり工具Ｔの刃先Ｔｅの工具の回転により
刃先が画く仮想円の直径を測定しようとする場合につい
て述べる。

この場合には工具のシャンクＴｓをプリセツク１０の主
軸１４に取付け、次に測定部装置２０の測定子２６と２
７とを操作者が手で操作して、測定子の平坦面２Ｂと２
９の間隔を前記工具の刃先Ｔｅが画くであろう仮想円の
直径よりも幾らか小さい間隔に設定する。

さらに、ねじ付ノブ２４を調節して測定部装置２０を柱
状部材１６について滑動して、工具Ｔの刃先Ｔｅが両測
定子２６と２７の平坦な端面２８と２９とに接触するこ
とのできる位置に設定した後、測定部装置２０を柱状部
材１６に固定する。

そこで工具ＴのシャンクＴｓを手でゆっくりとほぼ１回
転させて、工具Ｔの刃先Ｔｅを両測定子の端面間に操入
すると、その回転にしたがって測定子２６と２７の端面
２８または２９と接触するにしたがって、両測定子を押
し開き、結局は測定子の平坦な端面２８と２９との間隔
を工具の刃先Ｔｅが回転して画く仮想円の直径に一致す
る距離に等しくなる。

そこで、スケール３２とスライダ３３との位置による読
みを表示装置３５で読みとる。

この場合、前記測定子２６と２７の平坦な端面２８と２
９とを接触させたときの表示装置３５の読みをゼロに設
定すれば、工具直径はそのまま表示装置３５から得るこ
とができる。

この発明のツール・プリセツタはＮＣ工作機械の制御機
構の一部として適用することができる。

第４図は、この発明のツール・プリセツタの測定部装置
をその目的のために構成した実施態様を示す略図である
。

この実施態様においては、測定部装置４０の本体ケーシ
ング４１の両端部にはシリンダ４２が設けてある。

このシリンダはＮＣ工作機械の油圧系統に連絡する通路
４３を具備し、プログラムされたシーケンス制御をおこ
なうことができる。

シリンダ４２内を滑動することができるようにピストン
４４が設けてあり、ピストン４４の一端よりケーシング
４１を貫通してピストン棒４５が設けてある。

ピストン棒４５の外端部に測定子作動用腕４６が、ピス
トン棒と一体になって移動することができるように取付
けてある。

測定子作動用腕４６の別端は測定子２６または２７を移
動できるように接触してある。

この第二の実施態様においては、測定部装置４０の測定
子２６と２７とを手動操作することなく作動することが
できる。

すなわち、所定の指令によってシリンダ４２に圧力流体
を送りこむことによって測定子２６と２７とを所望の初
期位置に設定した後、シリンダ４２内の流体圧力を除い
て、ピストン４４をシリンダ４２内で自由に移動するこ
とができるようにする。

そこで、このプリセツタに関連する工作機械の主軸に装
着した工具（図面に示してない）の刃先に、前記第一の
実施態様について述べたのと同様に、測定部装置４０の
測定子２６と２７を接近させて工具を緩るく１回転させ
れば、測定子２６と２７とは自由に移動して工具の刃先
の回転により工具直径に一致する間隙をとる。

したがって、測定子２６に取付けたスケール３２と、測
定子２７に取付けられたスライダ３３との相対位置によ
って表示装置にその読みを得ることができる。

また、この表示装置に連絡する回路を工作機械の制御系
統に連絡することができる。

この後者の場合には、工具直径の読みによって、あらか
じめ設定された工具の許容最大寸法と最小寸法とから、
その読んだ値を比較して、工作機械の作動を制御するよ
うに設計することができる。

この発明においては、測定部装置の測定子の工具の刃先
と接触すべき端面の多段にすることができる。

第５図は第二の実施態様の測定部装置４０の測定子２６
，２７を多段端面のものとした変更態様を示す。

第５図に示すように、測定子２６，２７にはねじ孔５１
が設けてある。

このねじ孔５１に嵌装できるボルト５２によって、測定
子に端面板体５３を固定する。

端面板体５３はそのプロフィルが第一の実施態様に説明
した測定子のプロフィルと同一のものであって、平坦面
２８，２９と傾斜端面３０，３１を備える。

この端面板体５３にはボルト５２を通して測定子に取付
けるための細長い溝孔５４が設けてある。

この溝孔５４によって、端面板体５３を測定子２６また
は２７に、端而板体の対向する端面を所望の間隔をとる
ように固定することができる。

第５図に示すように、複数枚（この例では３枚の端面板
体５３を測定子に、相互に対をなす端面板体の対向する
端面の距離をそれぞれ所望の間隔に設定して固定する。

この変更態様の装置を用いれば、工作機械の主軸に装着
した回転工具であって、工具直径が２種以上あるものを
自動的に測定することが可能である。

この場合には、最初の工具の刃先で押しひろげられた測
定子の端面板体の対を、次の測定に先立って、初期の位
置へ復帰するようにピストン４４を作動し、次でシリン
ダ４２への作動流体圧力を解除してピストン４４を自由
に移動することのできる状態にする。

これによって測定子およびそれは追従する端面板体も自
由に移動することができ、第二番目の工具の工具直径を
測定することが可能になる。

この発明のツール・プリセツタについて、以上に、その
好ましい実施態様について説明したが、この発明のツー
ル・プリセツタは以上に説明した以外に、数多くの用途
に適用することができる。

すなわち、たとえば工作機械の主軸に取付けた工具の測
定と同様に、加工物を工作機械に取付けた状態で測定す
ることもできる。

また、互に対をなす測定子の対面する端面のプロフィル
はこの発明の精神と特許請求の範囲に記載の範囲におい
て、必要に応じていろいろと変更することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるツール・プリセツタの第一の実
施態様を断面で示した立面図、第２図は第１図の線■−
■に沿い矢印方向に見た図に表示装置を付随して示す略
図、第３図は第１図の線■−■についての断面図、第４
図はこの発明の第二の実施態様の要部を示す断面図、第
５図は第二の実施態様の変更態様を示す略図である。 図面において、この発明の要部と符号との関係は次のと
おりである。 １０……ツール・プリセッタ、１２……基台、１４……
主軸、１６……柱状部材、２０……測定部装置、２１…
…本体ケーシング、２２……支持部、２６，２７……測
定子、２８，２９……測定子の端部平坦面、３０，３１
……測定子の端部傾斜面、３２……スケール、３３……
スライダ、３５……表示装置、４０……測定部装置、４
１…本体ケーシング、４２……シリンダ、４４……ピス
トン、５３……端面板体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基台と、前記基台に対し直立方向に工作機械の回転
   切削工具を取付ける主軸と、前記主軸を前記切削工具の
   長手軸線を中心として回転できるように支持する軸受装
   置と、前記基台の前記主軸の上方の所望の位置に固定で
   きるようにした測定部装置のケーシングと、前記ケーシ
   ングに１対の測定子を滑動することができるように取付
   ける案内溝を設けたことと、前記測定子の一方にこれと
   共に移動可能にスケール装置を取付けたことと、前記測
   定子の他方に前記スケール装置と所定の間隔をとってそ
   の測定子と共に移動可能にスライダを取付けたことと、
   前記両測定子の対向する端面を測定子の長手軸線に対し
   て直角をなす平坦面として互に接触可能にしたことと、
   前記１対の測定子の前記対向する端面の間に切削工具の
   刃先を挿入して回動ずることにより前記測定子の対向す
   る端面間の距離を切削工具の刃先の回転する直径に一致
   させ、前記スケール装置とスライダとの相対位置によっ
   て関連する電子装置を作動するようにしたことを特徴と
   するツール・プリセツタ。 ２ 前記スケール装置を磁気スケールとし、前記スライ
   ダをこれと協同して出力信号を発生する装置配とした特
   許請求の範囲第１項に記載のツール・プリセツタ。 ３ 前記スケール装置をリニヤインダクトシンのスケー
   ルとし、前記スライダをこれと協同して出力信号を発生
   する装置とした特許請求の範囲第１項に記載のツール・
   プリセツタ。 ４ 前記スケール装置と前記スライダとを光電形の光量
   変位変換機構における光じゃへい板とスリット装置とか
   ら成る直線変位検出要素とした特許請求の範囲第１項に
   記載のツール・プリセツタ。 ５ 前記１対の測定子をシリンダとピストンとから成る
   圧力流体作動装置に連絡し前記圧力流体作動装置を自動
   制御工作機械の制御装置によって制御するようにした特
   許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載のツ
   ール・プリセツタ。 ６ 前記１対の測定子の対向する端面を互に接触でき測
   定子の長手軸線に対して直角をなす平坦面と、前記平坦
   面より外方に向けて未広状に開放する傾斜端面とに形成
   した特許請求の範囲第１項ないし第５項に記載のツール
   ・プリセツタ。 ７ 前記１対の測定子のそれぞれに１個以上の端面板体
   を調節可能に取付けて成る特許請求の範囲第１項ないし
   第５項に記載のツール・プリセツタ。 ８ 前記端面板体の対向する端面を互に接触する平坦面
   と、前記平坦面より外方に向けて末広状に開放する傾斜
   端面とに形成した特許請求の範囲第６項に記載のツール
   ・プリセツタ。