JPS5856707A - 回転する工具を調節する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、工作機械のワークスぎンドル内に挿入されて
おシかつ工具の保持体が相対的に調節可能である工具ホ
ルダ内で、回転する工具、特にｙ　＋）ルロッドを調節
する装置に関する。

工作機械分野に於ては、特に許容誤差の小さい切削加工
を行表う場合には、不良品を避けるために加工終了後に
測定過程を実施し、工具位置を修正する装置の開発が次
第に行なわれるようになってきた。

これは旋盤に於て使用されるような定置の工具の場合に
は困難ではない。何故ならば工具を調節するだめに必要
なエネルギ、例えば電流、液圧又は空気力は工具の駆動
装置に問題なく供給し得るからである。このような装置
は既に公知である。

これに対してワークスぎンドルに不動に固定されている
回転工具、例えばドリルロンドのためには工具（バイト
）を調節する機構が公知である。この場合には勿論調節
に必要なエネルギは回転供給装置を介して工具といっし
ょに回転する駆動装置に伝達される。

工具の調節は工具を例えばＣＮＣ加工センタのばあいの
ように自動的に交換する場合、すなわち工具を所謂工具
交換器を用いて自動的に工具マガジンから取出しかつ加
工を行々うだめにワークスぎンドルに挿入する場合には
困難である。

これと関連して、ワークスぎンドルが挿入された工具と
一緒に規定された外周位置にもたらされ、軸方向に調節
可能なりラッチを介してステップモータを駆動し、これ
によって工具の保持体（バイト保持体）を駆動する機構
が公知である。もちろん、この場合には工具（バイト）
は絶対寸法に調節若しくは調整されるのではなく、各バ
イトに配属された比較寸法に調節される。このような機
構は極めて高価で、構成寸法が大きく、加工センタの作
業室において邪魔になる。重要な欠点はバイトが絶対寸
法ではなく比較寸法に合わせてしか調節されないことで
ある。このためには通常は電気的及び電子的な制御に多
くの費用が必要である。

これに対して本発明の課題は冒頭に述べだ形式の装置を
改良して、付加的な駆動装置なしで工具の調節が手動で
行々われるか又は数値制御された工作機械の場合には機
械所属の測定装置と機械運動とによって行なわれるよう
にすることである。

この課題は冒頭に述べた装置に於て、工具ホルダに調節
可能に支承されかつ工具の保持体に伝動連結された部材
と、工作機械に設けられた固定ストッパとを有しておシ
、この固定ストッパに向かって工具ホルダが機械所属の
運動機構によって動かされて、前記固定ストッパに接触
させられた前記部材が調節されるように構成されている
ことによって解決された。

このような装置に於ては工具の保持体を駆動するために
エネルギを供給する必要はない。又、このよう々装置を
備えた工具ホルダは種々異なる工具保持体に対して万能
的に使用することができる。工具は絶対寸法に調節され
、加工センタの作業室は制限されなくなる。

本発明の装置を備えた工具ホルダは次のよう加工工程の
後で工具は工具交換器を用いてワークスぎンドルから取
出され、工具マガジンに戻される。次いで工具交換器に
よってワークスぎンドル内に公知の構造形式の測定子が
挿入される。この測定子は所定の機械運動によって公知
の形式で、加工された種々の孔の直径を測定する。例え
ばバイトの摩滅によって目標値からの偏差がでると、こ
の偏差は機械所属の電子装置によって捉えられ、デジタ
ル化され、工具と関連させて記憶される。この工具を再
度使用する前に機械所属の測定機構と、機械所属の運動
と、調節可能な部材を介して固定ストッパと協働する工
具ホルダとによって、記憶された偏差が修正される。こ
の修正はワークスピンドル内に入れられた、調節可能な
部材を有する工具ホルダが機械所属の運動によって１度
又は数度固定ストッパに向かって移動させられることに
よって行なわれる。工具ホルダに於て生ぜしめられた前
記部材の相対運動は伝動装置によって工具保持体の調節
運動に変換される。これは付加的な駆動装置、クラッチ
又は制御部材なしで行なわれる。この場合に必要である
ことはＯＮＣ若しくはｐｃのソフトウェアの補完だけで
ちる。

前記部材は工具ホルダを越えて突出する調節押し棒とし
て構成され、工具の回転軸線に対して直角な平面内で移
動可能であると有利である。

何故ならばこの場合には工具の正確な調節が計算的な修
正なしで可能になるからである。

調節押し棒と調節可能な保持体との間の簡単な伝動装置
はフリーホイル又はステップ送り機構として構成してお
くことができる。ステップ送シ機構の場合には調節押し
棒は工具ホルダ内にある端部に旋回可能な係止爪を保持
しておシ、この係止爪の歯がねじスぎンドルの上の歯車
と協働しておシ、このねじスぎンドルのスぎンドルナッ
トが保持体を調節する。調節押し棒及び（又は）係止爪
ははね負荷され、調節押し棒が固定ストッパと接触する
たびに再′び出発位置に戻されるようになっている。

ねじスピンドルの上の歯車の設計は工具保持体を調節す
る場合の所望の最小のステップ幅に合わせられて行なわ
れる。調節押し棒と固定ストッパとが接触するたびに歯
車、延いてはねじスぎンＶルが１ぎツチだけしか回動さ
せられないようにするためには係止爪が持上げ斜面を有
しており、この持上げ斜面に工具ホルダ内でストッパが
配属されていると有利である。

通常はステップ幅はねじスピンドルのねじピッチによっ
て決められる。極めて小さなステップ幅が望まれるとき
は、ねじスぎンドルが長手方向に移動可能に工具ホルダ
内に支承されておシ、このねじスピンドルがピッチの異
なる２つの同じ方向のねじ区分を有し、これらのねじ区
分にそれぞれ１つのスピンドルナツトが配属されておシ
、一方のスぎンドルナットが工具ホルダ内に不動に配置
されかつ他方のスピンドルナツトが保持体を調節するよ
うに−なっていると有利である。この構成によっては保
持体を調節するスピンドルナツトが常に両方のねじ区分
のピッチの差値だけしか動かされないので同時に減速伝
動作用も得られる。

工具に対するトルクの伝達に関して剛性的で、しかも構
成スペースを取らない構成は、調節可能な保持体が平行
リンクに懸架され、この平行リンクの一方が保持体を調
節するスざンドルナットに支えられていることによって
得られる。

平行リンクは本発明の有利な１実施例によれば、たわみ
可能な板から構成されており、一方では工具ホルダに固
定され、他方では保持体に固定されている。この場合に
は板は少なくとも片側に一貫した溝を有しておシ、との
、溝によってたわみヒンジが構成されている。このよう
な構成ではたわみ可能な板は調節可能な工具保持体と１
つのケージを形成する。このケージ内には保持体の調節
にとって重要なすべての部分が保護されて収容される。

工具を取付ける際の調節作業を容易にするためには、保
持体を調節するスぎンドルナットは所属の平行リンクの
ねじ孔に配置された調節ねじに支えられている。これに
よって工具を取付けるときに機械の制御プログラムを作
用させることなしにまず調節ねじたけを回動させればよ
くなる。

本発明の工具ホルダに於ける調節はもっばら機械的に行
なわれ、ねじスピンドル並びにスピンドルナツトの運動
が制限されているので、調節押し棒と固定ストッパとの
間には限られた数の調節しか許されない。許される調節
数はプログラムに記憶される。実施された調節行程は加
算され、許容された調節数に達すると工具のそれ以上の
修正はロックされる。これは信号によって知らされる。

調節可能性の限界に達すると調節機構は手で戻されなけ
ればならない。このためにはねじスピンドルは少なくと
も一方の端部で工具保持体から導出され、この端部に調
節工具を係合させ得るように構成されていなければなら
ない。

次に図面について本発明を説明する二 図示された工具ホルダは公知の構造を有する円錐部１を
有している。この円錐部１によって工具ホルダは図示さ
れていない工作機械のワークスピンＶルに取付けられる
。円錐部１には方形の部分２が接続されており、この方
形の部分２は軸のずらされた、互いに交差する２つの孔
３．４を有している。孔３は段部５を有する段付き孔と
して構成されている。さらに孔３には縦溝６が設けられ
ている。段部５にはスピンドルナツト７が支えられてい
る。このスぎノドルナット７は部分的に縦溝６内に保持
されたキー１５によって孔５内に回動不能に保持されて
いる。スぎンドルナットＴ内にはねじを有するねじスざ
ンドル８が案内されている。ねじスぎンドル８は２ツチ
の異々る、同じ方向に延びる２つのねじ区分９，１０を
有している。両方のねじ区分９，１００間には直歯１２
を有しかつねじスピンドル８に固定された歯車１１があ
る。

歯車１１は、孔３と部分的に交差する他の孔４が歯車１
１の下に存在するようにねじスぎンドル８の上に配置さ
れている。ねじスピンドル８の他方のねじ区分１０には
別のスぎンドルナット１３が支承されている。このスぎ
ンドルナット１３内には押圧片１４がゾレス嵌めされて
いる。このスピンドルナツト１３も部分的に縦溝６内に
案内されたキー１６によって工具ボルダに支承されてい
る。

孔４内には孔４の軸線方向に移動可能な調節押し棒１７
が配置されている。この調節押し棒１７は部分的に工具
ホルダから突出している。

調節押し棒１７は工具ホルダの内部にある端部にスリッ
トを有しておシ、このスリット内に係止爪１８が配置さ
れている。係止爪１８は調節押し棒１７の端部に面した
側で押しばね１９に支えられ、スリットを貫くピン２０
に支承されている。ぎン２０は一端で孔４の縦溝２６に
案内されておシ、調節押し棒１７は軸方向に移動可能に
かつ回動不能に孔４内に案内されている。

係止爪１８は自由端部に歯車１１の直歯１２に係合する
歯２１を有している。さらに係止爪１８は自由端部に持
上げ斜面２２を有している。

この持上げ斜面２２は案内ビン２３の先端２４と協働す
る。この案内ぎン２３は孔４の他方の端部で軸方向に移
動可能なブツシュ４０内に配置されている。ブツシュ４
０の底には案内−ン２３の貫通する貫通孔４１が設けら
れている。

案内ビン２３は、孔４の底若しくは案内ビン２３のヘラ
Ｐとブツシュ４０の底とに支えられた押しばね２５によ
って取囲まれている。

調節押し棒１７は孔４を閉鎖する蓋２７にストッパとし
て作用する段部４２を有している。

この蓋２７内には調節押し棒１７のだめの貫通孔が配置
されている。

第２図から判るように、方形の部分２の互いに向き合っ
た面には板２８と２９とがねじ３０で固定されている。

両方の板２８．２９は上縁部と下縁部とに一貫した溝３
１を有している。

この溝３１は前記板２８．２９のたわみヒンジを形成す
る。さらに板２８は対抗ナツト３３を有する調節ねじ３
２を受容している。調節ねじ３２の内側の端部には可動
なスざンドルナット両方の板２８と２９との間にはねじ
３４で保持板３５が固定されている。この保持板３５の
下面は種々異々るバイトホルダを受容できるように構成
されており、そのために種々異なるねじ孔及び受容孔を
有している。図示された実施例に於ては保持板３５の下
側にバイト４４を有するドリルロンドが固定されている
。

図示された工具ホルダは次のように作用する：孔が仕上
げ加工されると公知の構造の測定子が自動的に工具ホル
ダの代りにワークスビンドルに取付けられ、仕上げられ
た孔の実際寸法が測定される。この実際寸法が許容誤差
の上方範囲にあると制御プログラムが相応する信号を受
取シ、後続の作業工程が一搬的な形式で制御される。し
かしながらバイトの摩滅によって実際寸法が許容誤差の
下限に近づくとプログラムから所望の目標寸法からの偏
差が測定され、孔の直径又は半径に換算されかつデジタ
ル化される。

これは例えば２μｍステップで行なわれる。確認された
２μｍステップの数は工具ナンバと一緒に記憶される。

工具を使用する前に原則的に修正値があるかどうか記憶
器に対して問合わせがなされる。修正値が存在していな
いと当該の工具は所属のワークスぎンドルに取付けられ
、加工に用いられる。

しかしながら修正値が存在すると、工具ホルダをワーク
スぎンドルに取付けた後でサブルーチンが呼び出され、
このサブルーチンによって工具ホルダは機械所属の運動
によって、調節押し棒１７が機械に固定された固定スト
ッパ３６のすぐ前に位置しかつこれに接触するように位
置決めされる。次いでプログラム制御されてワークスぎ
ンドルが工具保持体と共に固定ストッパ３６に向かって
移動させられ、これによって調節押し棒１７が所定の程
度だけ孔４内押込まれる。調節行程に達した後で運動方
向が変えられ、調節押し棒は出発位置に再び達するまで
移動させられる。この過程は記憶された修正値の程度に
応じて１度又は数度に亙って行なわれる。

調節行程ごとに調節押し棒１７は押しばね２５に抗して
移動させられ、押しばね１９によって歯車１１の直歯１
２に押し付けられた係止爪１８は歯２１で歯車１１の２
つの歯の間に係合し、歯車１１を１ピツチだけ回転させ
る。調節押し棒１７が解放されると、調節押し棒１７は
段部４２で蓋−２７に接する出発位置を再びとる。

歯車１１が回動するとねじスピンドル８も連行され、ね
じ区分９のねじピッチに相応して軸方向に、つまり第２
図で見て左へ移動させられる。同時にねじスぎンドル８
はねじ区分１０でスぎンドルナット１３内で回転する。

ねじ区分１０のピッチはねじ区分９のぎツチよシも大き
いので、スぎンドルナット１３はねじスピンドル８よシ
も、両方のねじのピッチの差値だけ遠くまで左へ動かさ
れる。スぎントルナット１３の運動は抑圧片１４を介し
て調節ねじ３２、延いては板２８に伝達される。板２８
と２９はそれに固定された保持板３５のだめの平行リン
ク　−を構成している。従って調節押し棒１７の係止爪
１８が歯車１１を１ピツチだけ回動させると、スピンド
ルナツト１３の調節力の作用下で保持板３５は所定の値
だけ、この実施例の場合には２μだけ移動させられる。

ねじスぎンドル８とスピンドルナツト１３と、板２８．
２９の溝３１により規定されたたわみヒンジとの運動は
制限されている。許容の調節数は記憶され、プログラム
によって考慮される。

プログラムは実施された調節を加算し、許容数に達した
場合に工具が引続き修正されることを阻止すると共に相
応の信号が発信される。誤操作に際して工具ホルダに損
傷が生じないように歯車１１の幅とスぎンドルナット１
３の幅は、調節に際して許容される調節数を越えると係
止爪１８が歯車１１の横に落ち、これによって係止爪１
８と直歯１２との係合が外れるように選ばれている。

調節機構は調節可能性の限界に達すると手で戻されなけ
ればならない。このためには調節押し棒１７が完全に押
し戻される。この位置に於て持上げ斜面２２は案内ぎン
２３の先端にあたシ、係止爪１８は歯２１が歯車１１の
直歯１２から外れるまで持上げられる。次いで板２９を
通して工具ホルダから外へ導き出されかつ端部に調節工
具を係合させ得るようになっているねじスピンドル８が
出発位置に戻し回転させられる。この後で工具は改めて
調整することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示すものであつ゛て、第１図
は工具調節装置を有する工具ホルダを部分的に断面して
示した図、第２図は第１図の工具ホルダを部分的に断面
した、第１図とは異なる方向から見た図である。 １・・円錐部、２・・方形部分、３・・孔、４・・孔、
５・・段部、６・・縦溝、７・・スピンドルナツト、８
・・ねじスピンドル、９・・ねじ区分、１０・・ねじ区
分、１１・・歯車、１２・・直歯、１３・・スピンドル
ナツト、１４・・押圧片、１６・・キー、１７・・調節
押し棒、１８・・係止爪、′１９・・押しばね、２０・
・ざン、２１・・歯、２２・・持上げ斜面、２３・・案
内ビン、２４・・先端、２５・・押しばね、２６・・縦
溝、２７・・蓋、２８．２９・・板、３０・・ねじ、３
１・・溝、３２・・調節ねじ、３３・・対抗ナツト、３
４・・ねじ、３５・・保持板、３６・・固定ストン／Ｎ
６．４０・・ブツシュ、４１・・貫通孔、４２・・段部
、４３・・ドリルロッド、４４−バイト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　工作機械のワークスｔンドル内に挿入されており
   かつ工具の保持体が相対的に調節可能である工具ホルダ
   内で、回転する工具を調節する装置に於て、工具ホルダ
   に調節可能に支承されかつ工具（４３）の保持体（３５
   ）に伝動連結された部材（１７）と、工作機械に設けら
   れた固定ストッパ（３６）とを有しておシ、どの固定ス
   トッパ（３６）に向かって工具ホルダが機械に所属する
   運動機構、によって動かされて、前記固定ストッパに接
   触させられた前記部材（１７）が調節されるように構成
   されている、回転する工具を調節する装置。 ２、前記部材（１７）が工具ホルダから突出する調節押
   し棒として工具（４３）の回転軸線に対して垂直彦平面
   内で移動可能である、特許請求の範囲第１項記載の装置
   。 ３、　調節押し棒（１７）がステップ送シ機構（１１，
   １８）又はフリーホイルを介して調節可能な保持体（３
   ５）に連結されている、特許請求の範囲第１項又は第２
   項記載の装置。 ４６　　調節押し棒（１７）が工具ホルダ内にある端部
   に旋回可能な係止爪（１８）を保持していて、この係止
   爪（１８）の歯（２１）がねじスピンドル（８）の上の
   歯車（１１）と協働しており、このねじスぎンドル（８
   ）のスぎンドルナ・ツ）（１３）が前記保持体（３５）
   を特徴する特許請求の範囲第１項から第５項までのいず
   れか１つの項に記載の装置。 ５、調節押し棒（１７）及び（又は）係止爪（１８）か
   ばね負荷されている、特許請求の範囲第１項から第３項
   までのいずれか１つの項に記載の装置。 ６、係止爪（１８）が持上げ斜面（２２）を有しておシ
   、この持上げ斜面（２２）に工具ボルダ内でストッパ（
   ２４）が配属されている、特許請求の範囲第１項から第
   ５項までのいずれか１つの項に記載の装置。 Ｚ　ねじスぎンドル（８）が工具ホルダ内で長手方向に
   移動可能に支承されておシ、このねじスキンドル（８）
   にピッチの異なる同じ方向のねじ区分（９，１０）が２
   つ設けられておシ、この２つのねじ区分（９，１０）に
   それぞれ１つのスぎンドルナツ）（７，１３）が支承さ
   れておシ、′一方のスぎンｒルナット（１３）が工具ホ
   ルダ内に不動に配置されておりかつ他方のスぎンドルナ
   ツ）（１３）が保持体（３５）を特徴する特許請求の範
   囲第１項から第６項までのいずれか１つの項に記載の装
   置。 ８、　調節可能な保持体（３５）が平行リンクに懸架さ
   れておシ、一方のリンクが保持体（３５）を調節するス
   ぎンドルナツ）（１３）に支えられている、特許請求の
   範囲第１項から第７項までのいずれか１項記載の装置。 ９　平行リンクがたわみ可能な板（２８，２９）から構
   成されており、一方では工具ホルダにかつ他方では保持
   体（３５）に固定されている、特許請求の範囲第８項記
   載の装置。 １０、板（２８，２９）が少なくとも片側に一貫した溝
   （３１）を有しておシ、この溝（３１）によってたわみ
   ヒンジが構成されている、特許請求の範囲第８項記載の
   装置。 １１、保持体（３５）を調節するスぎンドルナッ）（１
   ３）がそれに配属された平行リンクのねじ孔内に配置さ
   れた調節ねじ（３２）に支えられている、特許請求の範
   囲第８項から第１０項記載の装置。 １２、ねじスぎンドル（８）が少なくとも一方の端部で
   工具ホルダから導出されておシかつこの端部が調節工具
   を係合させることができるように構成されている、特許
   請求の範囲第１項から第１１項までのいずれか１つの項
   に記載の装置。