JPS5920925Y2 - 刃先検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は２次元内の変位を一方向の変位に変換して検
出するセンサを用い工作物を加工する工具を刃物台に取
付けた状態において刃先検出する装置の改良に関する。

従来の刃先検出装置においては主軸頭に旋回軸を有して
チャック前面の検出位置とチャック前面より退避した位
置とに旋回する腕に検出装置が設けられて刃物台の工具
刃先位置を検出できるものが公知である。

しかしこのものは直角２方向の変位を検出するのに一方
向の変位を検出するリミットスイッチの軸方向と直角に
移動する軸でなる検出ヘッドを設けその軸側面のＶ字溝
に球を介して変位を変換し更に該検出ヘッドの軸心と直
角方向の変位は検出ヘッド軸と平行な軸心を旋回中心と
するＬ形しバーで方向を９０°変換してリミットスイッ
チに与えるようになしているため変位変換機構が複雑で
あり高価となる問題がある。

更にチャックに工作物が把持されているかの検出装置が
ないために誤って検出装置を衝突させる恐れがある。

従ってこの考案は±Ｘ軸、±Ｚ軸の４方向の検出がツイ
ータの形状をコ字形にする簡単な構造で精度高く検出で
きると・もに各種工具に容易に対応でき、しかもチャッ
クの工作物と誤って衝突する恐れのない刃先検出装置を
提供しようとするものである。

即ち旋回腕に設けたタッチセンサが±Ｘ軸、±Ｚ軸の４
方向から工具の刃先を当接できるコ字形のツイータ形状
を有し、この４方向の変位′を用い旋回腕にはチャック
に工作物の有無を検出する装置を設けたものである。

以下実施態様を図面にもとづき説明する。

チャック１を先端に固着した主軸２を回転可能に軸承し
た旋盤の主軸頭３には、主軸２の上側にブラケット４が
締着されている。

このブラケット４には軸受７によって旋回可能に中央に
ピニオン６を刻設した小軸５が垂直に軸承されていて、
この小軸５の両端には旋回腕８が固着されている。

旋回腕８はチャック１の前面に張り出すひじ部９が設け
られており、主軸軸線より変位した位置にタッチセンサ
１０が水平に、又主軸軸線上には加工物有無検出器１１
が設けられている。

そして小軸はそのピニオン６がブラケット４に水平に設
けた流体圧シリンダ１２の作動で駆動されるビスＩ・ン
ロツド１３に刻設したラック１４と噛合されており、流
体圧シリンダ１２に送給される圧力流体によって旋回さ
れ、旋回腕８はチャック前面位置と側面の退避位置に９
０°旋回される。

加工物有無検出器１１はフォトトランジスタなどを用い
た投光・受光器よりなる反射形の検出器で投受光窓は旋
回腕が４５°回動したとき加工物に対して直交するよう
な方向に向けられている。

そして旋回腕８が旋回途中４５°付近で反射光を受光し
た。

とき信号が制御装置に送られシリンダ１２の圧力流体の
供給路は切り換えられ、反転退避位置に戻される。

なお検出器の感知手段は高感度無接触センサなどをも利
用され限定するものではない。

次にタッチセンサ１０は本体１０１の中央に段付貫通穴
１０２を形成し、その頂部にツイータ１０３を軸直角方
向に設けた２個のピボット１０４で支承する。

従ってツイータ１０３はピボット軸受の性質上全く隙間
なくピボットを軸として旋回することか゛できる。

又ツイータ１０３の頂部は旋回可能面内に両側端を鉤形
１０５ａ、１０５ｂとした腕１０５を両側に張り出して
Ｔ形に形成されるとともに、内端には円錐凹面１０６が
設けられている。

該円錐凹面と対向しツイータ１０３と同一軸上の同じ円
錐凹面１０７を頂部に設けた伝達軸１０８が貫通穴１０
２に摺動可能に嵌装されており、その摺動隙間による悪
影響を極力少くするために軸径に比し長い間隔の２個所
の位置で支承されている。

そして両円錐凹面１０６．１０７間には真球度の高い球
体１０９が介在されている。

一方伝達軸１０８の他端は平面に形成され後述の感知ス
イッチ１１１に対向し、軸が移動しすぎたとき感知スイ
ッチを保護するための安全用リング１１０が装着されて
いる。

感知スイッチ１１１はセンサ本体１０１に廻り止めされ
、且、前進端を規制されたスライダ１１２の中心に固定
されている。

このスライダはセンサ本体の後部に締着された蓋体１１
３との間に介装された発条１１４によって、常時フイー
ラ側に押圧されている。

そして又前記伝達軸１０８は後端部に嵌着されたフラン
ジ１１５とスライダ１１２との間に介装された発条１１
６によって球体１０９を侠む円錐凹面に隙間がないよう
に付勢されている。

更に前記蓋体１１３にはスライダ１１２の後端と接触し
ているピン１１７を支承し、スライダが伝達軸で押され
後退したとき、安全用リミットスイッチ１１８を作動さ
せ刃物台又は機械を後退又は停止させるようになってい
る。

更に又タッチセンサ本体内の摺動部を塵埃から保護する
ためフイーラ部のまわりの口部に防塵シール１１９が設
けられている。

なお説明はツイータの両側端に鉤形１０５ ａ、 １０
５ ｂを設けたが片側端のみに鉤形を設ける場合もある
。

又刃物台が上側刃物台と下側刃物台の２個所を保有する
ものに対処するためには第５図のようにタッチセンサを
２個対応して設ける方が一層能率的であることは勿論で
ある。

このように形成された本装置は数値制御装置（図示せず
）の刃物台の現在位置検出機構と組合わせて刃先位置を
検出し、この位置を数値制御装置に人力して刃先位置補
正を行なう。

次に作用について述べる。

タレット刃物台には、荒削り、仕上削り、或いは中ぐり
用工具が装着され旋回腕８はチャック１の側面位置に退
避している。

数値制御装置からの指示により流体圧シリンダ１２に圧
力流体が送給されピストンロッド１３が前進してラック
ピニオンを介して小軸５が旋回される。

一方加工物有無検出器１１の窓から光が投射され旋回腕
８の４５°旋回付近で光は加工物があればその表面で反
射されて検出器は受光し、その信号を受は制御装置の指
令によって流体圧シリンダ１２の圧力流体の送給を切換
え魚津旋回腕８を反転退避させる。

加工物がなければ反射光は受光されず所定量９０’旋回
されチャック１の前面にひじ部９を進出させる。

一方指令によりタレット刃物台を旋回させて刃先位置を
確認しだい工具を割り出し、主軸々線方向（Ｚ軸方向）
及び切込方向（Ｘ線方向）に別々に刃物台を送って刃先
を第４図のようにタッチセンサの鉤形１０５ ａ又は１
０５ ｂに接触させる。

刃先の接触によりツイータ１０３はピボット１０４を支
軸として旋回される。

伝達軸１０８の円錐凹面１０７で拘束された球１０９が
ツイータの円錐凹面６により軸方向に押し出され、伝達
軸を移動させることにより感知スイッチ１１１を作用さ
せる。

その感知スイッチが信号を発したときの刃物台の給体位
置を検出しこの値により工具刃先位置の補正をすること
ができる。

若し測定のとき制御装置の故障等でツイータに大きな変
位が作用すると伝達軸１０８の先端の安全用リング１１
０が感知スイッチ月１を押してスライダ１１２を後退さ
せるこの動きを安全用リミットスイッチ１１８が感知し
刃物台又は機械の動きを停止せしめ、事故を未然に防止
するものである。

以上詳述したようにツイータ支承部にピボットを採用し
た隙間のないタッチセンサのツイータ部の接触部を鉤形
に形成したので外径用、内径用、端面用、溝用及びねじ
用工具と広範囲の工具に適用できるとともに高精度の検
出ができるものである。

又加工物有無検出器と組合わせて常に刃先検出の動作の
始めに検出可能状態かを判断させるようになしたから装
置が加工物と衝突して破損する恐れがなく刃先の検出補
正の自動化が可能となる特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の装置の検出位置での側面図、第２図
は４５°旋回位置での平面図、第３図はタッチセンサの
縦断面図、第４図はツイータと工具の検出時の関係位置
を示す図、第５図は刃物台が２個の場合の検出部を示す
図である。 ８・・・・・・旋回腕、１０・・・・・・タッチセンサ
、１１・・・・・・加工物有無検出器、１２・・・・・
・流体圧シリンダ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主軸頭に設けた旋回軸を中心としてチャック前面の検出
   位置とチャック前面をさけた退避位置とに回動可能に設
   けた旋回腕にＸ軸Ｚ軸を含む検出平面となるように取付
   けられたタッチセンサはそのツイータ形状が±Ｘ軸±Ｚ
   軸の４方向より工具刃先を当接できるコ字形に形成され
   且Ｘ軸、Ｚ軸方向に直角方向の軸で旋回可能にピポッ１
   へで支持されて球の動きを介して該４方向の偏位を一方
   向の変位に変換して検出するものであって、前記旋回腕
   には該旋回腕がチャックに向って旋回する途中において
   、チャックに工作物が有るか無きかを検出し有りのとき
   旋回腕がチャック前面への旋回を止めるための信号を発
   する検出器を備えたことを特徴とする刃先検出装置。