JPS59500094A - 調節できる切削システムとその機構 - 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】 この発明は切削工具、特に調節できる部材を備えた切削工具システムに関するも のである。

発明の背景 孔径の許容誤差が０．００１インチ以下の精密穿孔は、きわめてコストがかかり 、難かしい操作であって生産ラインまたは高能率の操作に含ませることはできな いものである。この理由は種々の原因によるが、操作上の誤りが多く、それらが 操作、仕上りの精度に影響するからである。その誤りの一つとして、工具の切削 寸法と実際にあけるべき孔の径との寸法差がある。このような誤差は切削前、切 削中における被切削面における摩耗、被切削面を形成する素材の性状の変化、切 削工具の硬度、切削操作のミスなどに起因する。また、ワークピースの素材も像 化された孔に大きく影響する。さらに、切削工具をスピンドルに取付ける操作に おいても前記の結果か生ずる。このような工具の取付、交換におけるミスは、工 具とスピンドルとの相対位置か種々変わり、また、取付部分にゴミが入ったり、 工具、スピンドルの面に変化か生するなどによる。

精度よく孔を穿孔する操作の一つにおいては、同し孔をくり返し削り、孔径を徐 々に広げることである。各切削繰作においては、その都度少量の削りくずを除去 する必要があり、これによって切削が反復できる。しかし、この方法では高精度 の穿孔操作はて・きない。すなわち、最終の切削では、相当の削りくずを除かな ければならず、最終的には精度か出せない。

孔の孔径を切削の都度測定し、実寸を測って、切削工具の切削寸法もそれに合わ せて切削する方法もあるが、人手と時間を要し、非能率であると共に操作ミスか 出やすい。

発明の要］ この発明においては、適当な部材か切削工具（こより保持され、切削または測定 に用いられる。切削工具の動きにより部材は開ループまたは閉ループの状態で調 節され、高精度、高能率で操作される。

この発明の一実施例によれば調節機構システムが設けられ、これにより穿孔工具 などの調節できる切削工具を回転入ピ／ドルに取付け、可動のワークピース支持 体」−にセットする。切削工具には、調節嵌溝か設けであり、支持体の固定具に 選択的に係合し、切削工具に対する支持体の軸方向への移動の正確性を利用して 切削径寸法を調節できるようにしである。

閉ループ操作においては、つぎの穿孔径を得るに必要なテーブルの移動の量は、 さきの切削を測定して決定され、さぎの切削の寸法は固定具調節手段を用いて定 めである。ワークピースから、さらに削りとる量によって所定の動きか定まり、 切削工具の切削ニックの位置か最初に工具をセットしたテーブルとの関連で変化 する。この態様において、切削工具の切削特性と、実際の切削との開の誤差、工 具取付、交換のミスか除かれ、同時に能率か高まり、工具を調節して所望の寸法 とおりにきわめて精度よく最終的に穿孔できることになる。

開ループ繰作においては、切削工具は調節、切削ステンプを反復せずに調筋でと る。工具は固定具に係合されている一方、所望の切削径を得るように計算された 支持体の動ぎにより調節される。切削径と支持体位置との相関関係はすでに確立 されオいる。開ループ操作は通常、閉ループ操作の精度、特に１インチの十分の −という誤差の精度は達成できない。

開ループキードにおいて工具調節を行なうため、支持体を動かすことは、工具の 切削径に関連して自動または手動位置決めシステムによりきわめて簡単に制御で 評、モニターできるもので、この結果調節操作が簡単となり、誤操作を防げる。

開ループ操作は、また切削工程をスピードアップできる。

一実施例においで、切削工具は穿孔バーである。このバーは回転スピンドルにチ ャックされ、可動支持体を含むワークピースに対し駆動される。切削工具は前記 バーの下縁まわりに位置する切削アップの位置に対応する寸法の孔をあける。工 具の調筋は切削チップをカラーに取付けて行われ、該カラーは切削工具のシャン クに係合し、スピンドルの回転軸かられずか偏心した軸まわりを回転する。スプ リング付勢によるロック機構によりカラーはシャンクに保持され、切削中、固定 される。この固定機構は工具の底側からハンドルにより近づくことかでと、ハン ドルは支持体の固定具に係合し、カラーを釈放−カラーのシャンクまわりの回転 を許容する。カラーの回転は支持体固定具のストップをビンへ動かすか、カラー のエツジへ動力化すことにより行われ、カラーの偏心位置によってその回転で工 具の切削径が変えられる。前記機構の利点によりハンドル操作でカラーを釈放し 、その力はカラーをシャンクに固定する力の数分の−である。これによって、工 具のチャッキングに有害な強い釈放療を不要とする。

スピンドルに最初にチャックされた切削工具と共に工具は支持体に固定さｈ、駆 動する固定具に係合し精密な動きの連続により、工具の切削径の調節か最終的の 孔径よりも小さく調節される。ワークピースに穿孔され、工具を自動または手動 により測定、調節してこｉｔが広げらｊする。つぎつぎに切削される孔径の差は 固定具の位置に変えられる。支持体は孔径の増大に伴い移動する。ワークピー又 は、−次、二次、三次というような段階で孔径か徐々に大たくなる孔をあけられ るもので、これによってきわめで精度の高い穿孔力呵能となる。

ワークピース支持体の動さはスタンダードの駆動機構と切削工具において見出さ れた関連測定技術により正確に制御される。高精度のため、閉ループ切削システ ムでは、レーザ・インタフェロメータが用いられる。孔径の測定はセンサを孔の 内壁の対向二点に接触させ、測定する。このための支持体の移動は駆動機構また は別のインタフェロメータにより精度よく行われる。

広い調節範囲の穿孔バーが用いられるもので、これにより能率かあがる。穿孔操 作に用いられる工具数をこれにより減らすことがでとる。

この発明の実施例によれば、機械的、電気的、電子的な測定ゲージにより孔径の 測定を行う。

この発明の実施例によれば、工具は、Ｘ、Ｙ、７の独立した三方向の移動が可能 であり、正確な測定と寸法調節が行われる。

この発明によれば、ロック機構の採用により、確実な繰作か期待で゛き、この発 明は切削工具および測定ゲージの調節など、種々の範囲；二おいて適用される。

図面の簡単な説明 この発明の該特徴および、その池の特徴は、後記する説明および添付図面に詳細 に説明しである。添付図面において、第１．へ図は、この発明によるマシニング モードにおけるマシンツール・システムの斜視図、 第１Ｂ図は、測定モードにおける第１八図の実施例の斜視図、第１Ｃ図は、ツー ル調節モードにおける第１八図の実施例の斜視図、第２Ａ図は、切削状態に固定 された切削エツジをもったマシニングシステム用の調節自由の穿孔工具の一実施 例の断面図、第２Ｂ図は、調節のため釈放された切削エツジをもった第２Ａ図の 穿孔工具の断面図、 第３図は、第２八図と第２Ｂ図に示した工具の分解斜視図、第４八図は、切削面 の調節特徴を図示する調節自由のマシニングシステム用の穿孔工具の動作説明図 、 第４Ｂ図は、穿孔工具の作用を説明するのに有用な第４Ａ図の調節位置関係を示 す説明図、 第５図は、この発明による閉ループのマシンシステム操作シーケンスを示すフロ ーチャート、 第５八図は、この発明による開ループのマシンシステム操作シーケンスを示すフ ローチャート、 第６八図は、この発明による穿孔工具の池の実施例を示す底面図、第６Ｄ図は、 第一図に示した工具の断面図、＠７Ａ図は、この発明による穿孔工具の飢の実施 例を示す底面図、第７Ｃ図は、第７Ａ図に示した工具の断面図、。

第７Ｃ図は、切削アップ固定レバーを示す第７Ａ図の穿孔工具の側面図、 第８図は、この発明を用いるループ状の測定シーケンスの７０−チャート、 第９八図は、この発明による調節自由の測定デージの側面図、第９Ｂ図は、第９ 八図のゲージの直角方向がらみた側面図、第９Ｃ図は、第９八図のゲージの底面 図である。

この発明り膨脂 この発明は、マシンツール・システムおよび穿孔工具またはツー２ピース支持テ ーブル−にの固定具により調節される寸法検知ゾーンを意図するものである。固 定具は工具またはデー／の調節機構のいずれかに係合し、チャ／り状態にあって 駆動システムにより所望の調節を行う。調筋は、／ステム駆動位置および工具ま たは調節デーノ開の所定の関係を用いる開ループであるが、または初期切削また はゲージング、寸法検知、工具の切削またはゲージ特性調節および最終切削を含 む閉ループである。閉ループ操作において、自動または手動により測定、計算さ れた後、工具またはゲージに関連する固定具を駆動するものとして調節が行われ る。

穿孔システムに、この発明を実施する例として、典型的なマシンツールシステム ・ホ゛−リングセンターが第１八、ＩＢ、ＩＣ図に示されており、各図はそれぞ れ異なる操作モードにおけるものを示す。第１Ａ図において、ポーリングセンタ ーは、穿孔工具１０を備えており、該工具はワークピース化に係合している。穿 孔工具１０はチャンク１２により保持さｈていて、該チャンクは案内部材２５に そって軸Ｚ方向に駆動機構３３により上下方向へ動くサドル２６に支持されたス ピンドル１４により回転する。スピンドル１４は、公知構造のもので、例えばサ ーボドライ７を用いることにより、予め定めた位置で停止させることができる。

穿孔工具１０により切削されるワークピースＩＳは支持テーブル１６上に置かれ 、駆動機構３５により直角に交差するＸ、Ｙ両軸の方向に動ぎポーリングセンタ ーが工具１０をテーブル１６に対してＸ、Ｙ、２の三方向の方向の調節ができる ようになす。

孔２９が穿孔されると、テーブル１６とサドル２６は、ともに動いて第１Ｂ図に 示すように接触センサ２４の腕２７がワークピース１８に接近し、孔２９の径が 測定される。センサ２４に対するワークピース１８の正確な位置は、駆動（幾構 ３５により発生する運動量を検知することにより定めら２するが、さらに正確に この位置の情報は、サドル２６に設置された直角り７レクタ２１とテーブル１６ に設置の後方り７レクタ２３とを備えたレーザ・インタフェロメータ２２により 得られる。このようなレーザ・インタフェロメータはよく知ら１１ているもので ある。図示の実施例において、センサ２４はレニショウ（Ｒｅｎｉｓｌ＋ａｕ＋ ）センサなどの接触センサからなり、孔径の測定はテーブル１６を横方向に動か し、センサ２４の腕２７を孔２９の内壁の二点に接触させて行う。プロセンサ３ １によるコントロールされる駆動機構３５によるテーブルの移動またはプロセ／ す３１に関連のレーザ・インタ７エロメータによる測定により、孔径は得らｈる 。後者においては、干渉縞の数がテーブルの動きと一致する。

穿孔工具の調節は、第１Ｃ図に示すとおりであり、テーブル１６はサドル２６と 関連して駆動され、穿孔工具１０がチーフル１６上の調節固定具１９に係合する 。工具１０と固定具１９とが係合すると、工具１０の切削径はテーブル１６を所 定の距離だけ動かして調節される。この距離は第１Ｂ図に関連した工程において 測定された孔２９の切削径が増大する量のファンクションである。

一般的に、切削工具の切削径は、後記する切削径の変化とテーブル１６の横方向 への移動との間の所定の口径関係に従い、テーブル１６を適当に移動し、切削工 具を横方向へ固定具１９のストンプに達するまで動かすことにより調節される。

完全自動操作を意図する場合では、前記関係はプロセッサ３１内に入れられ、こ れにより駆動機構３３．３５、サドル２６、チーフル１６かコントロールさｒる 。孔径か増大する量は、前記関係を用いるプロセッサ３１による所定のテーブル の動きに変えらスする。そしてプロセンサ３１か駆動機構３５を作動し、テーブ ル１６の動きと所定のサドル２６の動きとを発生させ、切削工具を調節した孔径 ；こロン２する。異なった駆動機構と工具に適応させるため、チーフル１６と穿 孔工具調節の関係はプロセッサ３１において変えられる。

駆動（幾構３３．３５における構造により動きの調節か可能である。前記した工 具調節につづいて、テーブル１６は移動され、ワークピース１８か穿孔工具１０ と再係合し、第１Δ図について前記した態様で、っぎの切削または最終切削が行 われる。

通常の操作において、最初または半仕上穿孔操作が完了すると、っぎの穿孔また は最終穿孔において除去される適当な４・］料が残される。調節できる穿孔工具 がチャンク１２に固定され、その孔径は固定具１９により調節さｊｘで所定の寸 法となるもので、これによって初期仕上孔かあけられ、ついで残りの約半分か除 かれて特定の径とされる。孔は、ついできれいに仕上げされる。初期仕上の孔は 、センサ２４の鴨２７により測られる。二ｊ′Ｌによって、固定具１９における 駆動位置に関する孔径と工具調節の正確な関係か定まり、半仕上の孔に対する切 削径が定まる。仕上の孔に対し孔径を広げることは、工具の前調節のものを大き くすることによりきわめて正確に行える。このような閉ループ調節は、再チャン クおよび工具の取扱いに関する誤りをすべてなくす。以下に述べる開ループ操作 もまた可能である。

この発明による穿孔工具の一例を切削径の調筋かできるクランプ嵌溝の詳細か示 しである第２八、２Ｂ図により示す。第３図は第２Ａ、２Ｂ図の工具の分解図で ある。穿孔工具は切削チップ５２を備え、これはワークピースを切削し、シャン ク４２に設けられている回転カラー４０に取［彊すられる。シャンク４２は第ｎ 、ＩＢ、ＩＣ図の機構によりチャック１２においてテーパ一端部７６とキイ７８ とが係合して駆動される。

シャンク４２は、シャンク４２からカラー４０へ切削トルクか伝わり、互・、） に押されるとテーパー面６６．６７の雌雄嵌合によりカラー４０と係合する。テ ーパーによりクランプ力が増大し、保持トルクか強くなり、作動時、スリップし なくなる。

クランプスプリング６Ｓかテーパー面６６．６７に軸方向のクランプ力を与え、 カラー４０とシャンク４２とか確実に結合する。この目的のため、スプリング６ ８は四部６９のねし端部に通された孔つきねし７０と軸保持スリーブ７２の内側 肩部７１との間の四部６９に保持される。スリーブ７２は、孔つきねじ７０を通 りカラー４０の底部のナツト７４に達し、スプリング６８の圧縮力かテーパー面 ６６．６７それそノ１に伝わる。

第２八、２０図に示されたスプリング６８は、圧縮されてシャ／り４２がやカラ ー４０を釈放し、テーパ一つきの後側カラー８２と軸保持スリーブ７２の肩部７ １との間のボールベアリングＳｏを押して回転調節できるようになし、スリー７ ７２を軸方向に押す。タリンブリンク７３がスリー７７２に取付けてあり、カラ ー４０の四部７５に位置する。リング７３はスリーブ７２よりも外径か大きく、 スリーブ７２の軸方向の前向きの動きによりカラー４０を前進させ、面６６．６ ７間の圧縮力を釈放する。第２Ｂ図は、このような分離状態を示す。

／ ／ ／２・′ ホ゛−ル８０はカラー８２と肩部７１との開にあって、スリーブ７２を通され、 傾斜した内側面８５をもつ軸釈放ピンｓ４が前進し、カラー８２とスリーブ７２ のカラー７１の間でボール８ｏを外方へ押すことにより、ボールＳＯが押される 。

外部ナンド８８が軸釈放ピン８４の外端にねしこまれており、固定具１９を設け たテーブル上のＴ溝りリンプ８６に納めである。クリンプ８６はナンド８８に係 合し、サト′ル２６が上昇すると第２Ｂ図に示すテーパー面６６．６７との係合 がはずれる。釈放ピンによる荷重はスプリング６８の反対方向からの力よりも小 である。減少したカは内側面８５の傾斜によるてこの力か増えることにより与え られるもので、内側面８５によりピン８４がボール８０がスリーブ７２へ伝える 軸運動よりも大きく軸方向へ動く。このような力によりナツト８８にががる引張 力は、テーパー面６６．６７に作用するスプリング６８の圧縮力よりも小さい。

このような力関係により、チャックテーパー７６（第３図）に対するカよりも大 きな力で面６６．６７が分離され、チャック１２におけるシャンク６４の位置は 狂わない。リセ７Ｆの開、ピン８４のシリンダ一部にボールｓｏが当接するとリ アスプリング９０により釈放ピン８４が保持されるがボールｓｏが円、すい部に 当ると直ちに圧縮される。

共軸クロックスプリング９２がカラー４０とシャンク４２との開の環状キャビテ ィ９１に位置しており、一端がピン９４によりカラー４０に固定され、他端がピ ン９６によりシャンク４２に固定されている。釈放時、スプリング９２１こより カラー４０はシャンク４２１こ固定のカラーストンプピン９８により規制される 位置まで回転され、カラー４０の溝１００を動く。

カラー４０は、テーブルカ個定具１９の調節ストップ１０１をカラー４０の底部 と調節ピン２０に対し動かすと、これによりスプリング９２の力（二抗して回転 する。カラー４０はブロモ／す３１にコントロールされたチーフルの動きにより 所定の角度に回転するもので、プロセッサ３１はカラー４０の回転に伴い増大す る切削径とテーブルの動きとの開の関係にもとすいてコントロールする。

＄４Ａ図に示すように、カラー４０の回転による切削径の変化は、カラー４０か スピンドル１４のチャック１２のシャンク４２の回転軸４７から変位したシャン ク４２の軸４６まわりをカラー４０が回転する二と：二起因する。切削チップ５ ２はカラー回転軸４Ｇから所定の距離４９をおり）てセットされるか、シャンク 回転軸４７まわりを径４Ｓとして回転し、この径かカラー４０とシャンク４２と の相対位置に応して変わる。

このように切削径は、最大距離５６．５７の開で積極的）こ、まだは非積極的： こ変えらｒる。これらの距離はシャンク４２とカラー４０とか整列したセンター 位置からの径の相対変化である。ライン５９：二そうテーブルの動きで、前記し たように、シャンク４２とカラー４０とは角度θで回転する。ライン５９にそう 調筋および回転は第一の三角関数に関連する。角度θの回転、偏心度６２および 切削径は、第二の三角関数に関連する。これら二つの関数かライン５９にそう調 節距離の関数として切削径の変化を表わすとき、非三角関係か形成さ２ｔ、第４ Ｂ図に示した距離として表わされる。図において、ライン５９にそう距離調節は 変化する距離“Ｃ゛として表わされる。切削チップはポイント５１で表わされ、 特定即離“Ｒ”はカラー軸４６からとなる。カラーが“センター゛位置にセント されると、Ｃ”はゼロとなる。ポイント５１の切削チップは、シャンク回転軸４ ７から距離′”ｒｏＩＩをとり、ラインＮ上にがって、シャンク軸４７とカラー 軸４６との開の既知の距離“ｅｌｌのライン（二灯し／−フルである。ポイント ５５による２０にあるピンが横に動〆、距離＋１ｃｌ＋を変えるにつれ、ポイン ト５１の切削チップはアーク５３にそい動き、切削径よ“ｒｏｎから１１，１１ へ増大する。このようなパラメータから、っぎの関係式が畳上式において、ｒｅ はポイント５５と軸４６との間の距離を示す。この関係は、（ｒＴｏ　）＜　＜ ｒ、＋て゛あるとき直ａｌ二近づく。すなわち、径の変化が小さく、スターティ ングポイン）ｒ。に関係がなけれは、切削径の変化とテーブルの動トとの間の直 線比率により小さな調節が行える。

通常の操作において、初期の孔は距離Ｃをこれに合わせて計算された値に七ノＦ することにより穿孔さ五る。っし・で゛実際の孔径が測定され、Ｃは初期の値か ら前記関係により得られる量による最柊値に増える。初期の値Ｃは駆動機構の関 係フレームまたはインタフェロメータ２２がら分っており、実際の切削度も測定 されているが呟Ｃの変化は計算でき、切削工具を高精密穿孔位置にセットできる 。

この発明によりワークピースを完全な閉ループ操作により穿孔する操作は第５図 に示す。

第５図に示す工程は定位置にワークピースを置き、ワークピースに穿孔する孔の 位置または広げようとする孔の位置をブロモ、す３１にメモリーさせて［５ＴＡ ＲＴＪと表示された初期段階から開始される。この段階は自動的または手動によ りセントされる。スピンドル１４が先行の穿孔操作から穿孔バー１Ｏｆこ備えら ２ｔており、先行の操作て′ｊ土別の孔かあけられたり、広げられたりしている 。

この［ＳＴ八へ月段階からステップ１９０．１９２（こより既（二使用した工具 は外され、新しい工具が用いられる。工具の自動再取付装置が用いられる。工具 の文換が行われないと、ステップ１９０．１９２はスキップされる。又テ／ブ１ ９０．１９２における工具又換：二伴い、工具取付の誤操作お上は切削径が不定 となることが生ずる。第５図の残された繰作は−または、それ以上の孔、測定、 調筋ループを介して前記のような誤りをなくすことて゛ある。

したがって、引続くステ・／、ブ１９４によりプロセンサ３１における前記した 適当な関係を用い工具調節を定める。この結果、クリップ８６をす、トＳ８に係 合させ而６６．６７（第２八、２Ｂ図）を釈放させた後テーブル、固定具１９． ７０ツク１０１をピン２０に対し所定の距離を動がしてカラー４０を回転させる 。プロセッサ３１には、調布のためのチーフルの移動量のデータか貯足られる。

この時点では、工具１０は調節さ２１、開ループとなって、所望の孔径になって いるか、前記した誤操作の危険は残されている。引っつくステップ１９８におい て、テーブル１６が再位置）夫めされ、工具１０の下のワークピース１８＋二対 する穿孔位置となり、穿孔される。この孔は最終的なものではなく、仮にそうで ゛あってもその孔径は機構上の誤り：こ関わりなく、いがなる部分においても最 終径を上まわってはならないものである。

ステ、プ１００の穿孔後、ステ、方９９がステップ１９８において穿孔された孔 について測定されたが否かに上りつきの工程をコントロ〜ルする。前記のケース においては、ステップ１９９は測定ステップ２００へ直かにつながる。ステップ ２００においては、インタフェロメータ測定システムがテーブル１６をフィンガ ２７の下位にあるワークピース１８と孔２９へ動かされることにより作動されつ いでサドル２６が下がるとフィンガ２７は孔２９内におかれる。テーブル１６は 孔２９の内壁に接触するフィンガ２７の接点間を前後に移動し、これに伴いプロ センサ３１も接点の同期を記憶する。ここでは、静的平均技術が用いられる。こ のデータから工具１０の正確な孔径かテーブル１６のフレームにおいて定められ 、テーブル１６は駆動数構３５とプロセッサ３１によりコントロールされる。つ ぎの穿孔のため広がる工具１０の量は前記調節により得られた座標データとセツ ティング関係を用いプロセンサ３１により計算される。実際、工具調節には、プ ロセッサ３１に貯えらｎた、っぎの穿孔する孔径が要求され、前記した関係から 定められるテーブルの動きによりカラー４０をさらに回転させて調節が行われる 。これは、第５図に示すように、決定ステップ２０２の工程で調節計算ステップ １９４へ戻すことにより達成される。各々の調節によりプロセンサ３１のデータ で孔径は広がる。閉ループ工程によりっぎの穿孔か行われ、工具径の不確かさと 共に工具再装着および口径の誤りはなくなり、ステップ１９８におけるっぎの捜 孔の精度か高まる。プロセッサ３１における穿孔シーケンスはステップ１９４〜 １９９を介してループバックの−っまたはそれ以」二に伝わる。正確な孔径は決 定ステップ２０２において定まり、シーケンスエンドの状態に分かれる処理とな り、この時点から第５図に示すタイプの別の穿孔シーケンスまたは所望の工程が 始まる。ブロセ／す３１のシーケンスはステップ１９８における孔を示し、この ステップは最終または最終でない測定ステップ２００に移行しない。この場合、 決定ステップはつきの決定ステップ２０３へ移り、さきの穿孔が最終のものか否 かを決める。最終でなければ、処理ループは又テップ１９６を介してバンクし一 方、最終のものはエンドステートに分かれる。

また、測定ステップ２００において最終穿孔による最終孔径をチェックしその場 合、孔か仕様書以下であればステップ１９４〜１９９において連続しで調節し、 切削する処理は行わない。

開ループ工程を第５八図に示す。ワークは最初ステップ２１２（こおかれ、その 位置の情報は前記のとおりプロセッサ３１にストアされる。工具がチャックに係 合し作動されると、決定ステップ２１４はシステムをステップ２２０ヘスキノプ させる。さもなくば′、工具はステップ２１６で外さｎ、所望の工具かステップ ２１８でチャックされる。所望の工具が取［旧すら２すると、穿孔さ２する。工 具の実際の径かつぎの切削操作に用いられる場合は、システムはステップ２２４ にスキップし、穿孔が行われる。さもなければ、ステップ２２４で穿孔される前 にステップ２２２により切削径は調節される。単一の孔を穿孔する場合には、決 定ステップ２２６がエンド・オブ・ランを検知し、システムの操作を終了させる 。

同一の工具により孔を増やすには、決定ステップ２２８がシステムを工具がステ ップ２１８でチャンクされた直後にその状態に戻す。そと後に前記した決定シス テムが進行する。新しい工具を使うときには、決定ステップ２３０がステップ２ １６で工具を文換する直前に前記ステップへ戻す。例えは一つのワークピースに 複数の孔をあけるようにするため、位置の異なった孔を穿孔するためには、さら に新しい位置を決めるには、システムは再びステップ２１２から始まり、ワーク ピースの再位置決めを行う。このような工程Ｊま、手動または機械調節Ｊ二よる 手動または自動２こより行わろる。

第６＾、６Ｂ図には、穿孔工具の他の例が示されている。二の例で・）ま、第２ Ａ、２Ｂ図の軸方向にのびたカラー釈放機構がカラー釈放力および切削チップ調 筋力が互いに直角の同一面に作用する機構に替っている。特に、第６Ａ図の穿孔 工具１１Ｓは切削チップｉ２０と調節ビン１２２をもち、このピンはシャンク１ ３８の中心軸１３６がらはずれている軸１２６まわりを動くカラー１２４に保持 されている９調節ビ呂１２２に対し力を方向１２Ｓへかけるとカラー１２４は軸 １２６まわりを回転し、調節が行われる。カラーの回転角は、軸１２６まわり（ こおいて約±３０゛である。

カラー１２４１まシャンク１３８がら釈放され、プレーナ・レバー１３０（こよ り作動するロック機構により調節がなされ、レバー］３０はカラー１２４の端部 上に位置する。レバー１３０はチップ部１３１において軸１２６と平行に外方へ のびている調節ビン１３２を備えている。カラー１２４は、ピン１３２をほぼ６ ０−　Ｓｏ’の角度を越えるように矢印１３４方向へ動かすと釈放される。方向 １３４．１２８は工具取付において用いられるＸおよびＹの座標に対応するもの から選ばれる。第６Ｂ図において、切削チップ１２０はカラー１２４に装着され 、該カラーは切削工具１１８のシャンク１３８に保持される。トーションバー１ ３７かシャンク１３８の中央孔１３９に保持され、その端部にねし１ム１４２か 設けてあり、そのへスト’１４］はスペーサ１４０を介して調筋レバー１３０に 接続している。他端はシャンク１３８に固定されている。レバー１３０１まトー ションバー１３７のへスト１４１１こスペーサ１４０に通されたねし１４４を介 し止着されている。レバー１３０がらのトルクは整合ビン１４６を介しへスト１ ４１へ伝わる。穿孔バー１１．８には、クロンクスプリンタ１４Ｓが備えられ、 このスプリングはカラー１２４の溝孔１５０内に納められ、第２Ａ、２Ｂ図のス プリング９２と同゛し作用をする。トーションバー１３３のねし端部１４２には 、四部が′あり、そこに４点接触のＲ１１ボールねじがシャンク１３８の孔１３ ９に設けた同様な円弧状の溝１こ合致しており、シャンク１３８はねし端部１４ ２に面している。４点接触のボールベアリング１５０がトーションバ一端部１４ ２と孔１３９との溝の開のチャンネルに位置し、カラー１２４とトーションバー １３７との間のバフクランシュかほとんどない軸受を構成している。ボールベア リング１５２はカラー１２４、ヘッド１４１およびスペーサ１４０の開に位置上 へ、ド１４０が下降しカラー１２４と結合するよテになっている。

ボールベアリング１５０にそってへンド１４１と孔１３９により形成されたね一 機構一二よりトーションバー１３７はレバー１３０の軸１２６まゎＩ）の回転に より軸方向にのす゛、／ヤンク１３８とカラー１２４とのテーパ一つきの係合ｉ ｉｉ　］　５・１．１５５を最低の回転力により分離させる。また、内部（残構 はソフトて・、１′氏摩擦のテフロン、その他の適当な０リングシール１５６． １５８で両端が保護されている。

第６八、６Ｂ図の工具を調筋するには、まずテーブルを矢印１２８方向へ移動さ せ、スト７ブ１３５をビン１３２１こ係合させ、カラー１２４のロックをとく。

これによりカラー１２４はスプリング＋４８のカで最小の切削径分スイングする 。その後テーブルを矢印１２８方向へ移動させると、ビン１２２はテーブルスト ン扶１３３と係合する。カラー１２４の軸１２Ｇがシャンク１３８の中心軸から はずれているため、カラー１２４は回転し、切削テンプ１２０は放射状に動き所 望の切削径となれば停止される。その後チーフルは矢印１２８方向へ移動されず に、トーションバー１３７のカで腕１３０が反対方向（矢「旧３４）へ動かされ 、カラー１２４は工具のシャンクにロンジされる。

前記した穿孔バーの調節できる有効径は約１８％であり、０．０００１〜０．０ ００３インチの精度で高トルクで用いられる。

この発明による穿孔バーの他の例を第７Ａ〜７Ｄ図に示す。バー１６０は第７八 図に示されており、放射状に動く切削チップ支持バー１６２が示きである。切削 径の調節はテーブルストンプ１６４によりバー１６２を支持し、支持バー１６２ に固定の切削チップ１６６の切削径を調節することにより行われる。支持バー１ ６２は端部１６８と反対側のカムレバー１７４との間にはさまれた状態で穿孔工 具１６０上に保持される。レバー１７４の両側には、案内ブロック１７０．１７ １があり、バー１６２と係合し、チップ１６６により切削の力に耐えるようにな っているか、調筋のためバー１６２は放射状にスライドできるようになっている 。レバー１７４はブロック１７０．１７１に保持されたピン１８０まわりを回転 し、チップから離れている支持バー１６２の端部には、支持バー１６２かベベル 突起１７２を備えている。

ブロック１７０はアンダー力カットされ、バー１６２が工具１６０の端部から脱 落しないように係合している。

クランブレｌ＜’　１７４はバー突起１７２と係合するアンダーカントのベベル 面を備え、ビン１７３により付勢され、第７Ｃ図に示す位置となってバー１６２ をロンジする。レバー１７４が後記のとおり押圧されると、圧縮力は面１７２か ら釈放され支持バー１６２は放射状にスライドする。

この発明の実施例において、支持バー１６２の関連位置は、レバー１７４の作動 で釈放されると、テーブルスト・ンプ１８２と係合し、仮想線１７６で示す第７ 八、７Ｃ図に示された最大切削径となる。支持バー１６２は工具本体１６０から のバー１６２と係合するスプリング１７Ｓ（二付勢ｚｈる。）−一１６２はスト ンプ１６４までテーブルか動くと内方へ動き所望の切削工具以外となる。

切削工具１６０は第７０．７Ｄ図に示されている。レバー１７０は第７Ｃ図では 支持バー１６２に係合し、第７Ｄ図では釈放状態にある。スプリング１７Ｓと支 持バーのベベル突起１７２は第７Ｄ図に示すとおりのもので、突起１７２とレバ ー１７４とは係合状態になっている。第７Ｄ図において、外方ストンプ１８２は 軸方向に下降り図ではレバー１７４に対し上下方向に動き、支持バー１６２の突 起１７２の係合かはずれる。この時点でスプリング１７Ｓ１こより支持バー１６ ２はストンプ１６４まで前進する。このような構造の穿孔バーにより約５０％の 広い範囲の径調節か行える。さらに、穿孔／＼−はハイトルクに適しており、０ ．０００６〜０．００２０インチの精度をもつ。

第６八、６Ｂ、７．へ、７Ｂ、７Ｃ１７ＤＩＩの工具は第５．５八図のパター／ による調節シーケンス：こ用いらルる。

この発明は切削工具以外のものにも適用でき、特に容量的または空力的デーノブ ラグなどの測定工具など（こ適用される。容量的ゲージプラグはホールに挿入さ れ、ホールの各部の内径を測定する。デーノンステムの正確性により、ホールの 内径か所によって変っても孔径は正確：こ測定さｈる。この発明によるデー）の 使用は第Ｓ図に示す。開始状態から始まる工程であり、この工程の段階では準備 工程はなされている。連続のステップ３００において、ゲージ、この場合は容量 孔径デージ、かホールに挿入され、ステ・７プ３０２で孔径か測定される。

開始段階に先立ち、準備工程の一部はなされており、孔の位置はシステムメモリ ーにより知られており、ステップ３００における挿入は正確に行わ２する。

ステンプ３００１ｍ続いて決定ステ７プ３０４となり、システムが単純で反復不 要の測定が、決定ステップ３０６に移行して測定ゲージの調節までを含めた本発 明のようなプロセスで進むかがプログラムされたシステム（こより定められる。

調節を行う場合、ステップ３０８に■多行し、測定工具は前記方法と同様な方法 で調節されるもので、これには、テープ１／しと固定具を用いサドル２５または テーブルを動力化で容量センサの膨張または収縮を行う。この発明を測定デージ に用いるためのセンサか第９Ａ〜９０図に示しである。

調節不要のプログラムの場合、ステップ３０８またはステップ３０６の後、決定 ステップ３１０に移り、サンプルプログラミングにより孔における調節したゲー ジまたは調節しないゲージの口径処理を含めるか否かを指示する。この場合、工 程は決定又テンプ３］０がらス・テン扶３１３へ続けられ、ステップ３１２にお いてデージが調筋され、または調節されずに支持チーフルの関連の孔に挿入され 、ついでステップ３１４において、調節された、または調節されないゲージの孔 径が読みとられ、既知の孔径に対して径が測られ、システムがステップ３００へ 戻ると既知の孔径との比較がなさ２″Ｌる。このような調節は広い範囲でなされ 、精度が高い。ステップ３０４で精度か十分であると確認されるまで工程は反復 される。そして、反復デーノルーブは出口状態において終了する。開ループ調節 （関連の孔を用いない）は、第９八〜９０図のゲージのウェン／゛角か小さけれ ば、種々の用途において精度は高い。

第９八、９Ｂ、９０図は、この発明の実施例を示すもので、第９八図の切削工具 ３２０に応用したものである。孔径ゲージ３２０はチャックテーバ３２２を備え 、これは中央体３２４により支持され、下記の電子モ／゛ニール３２５が中央体 に納められている。一対の腕３２６．３２８か中央体３２４の下方へのび、中央 溝３３０で分離されており、溝３２４の」二方は中央ｔ４；、３２５によりせば められている。溝３３０にはウェンノ３３２か納められており、ウェ／ノはナイ フ状の突起３３４．３３６の間に腕３２６．３２８のスプリング力により弾性的 に納めである。ウェンン゛３３２の」一端近くには、横断バー３３８かあり、こ れは溝３３０の両側にのび、リング３４０により保持されている。

底には、腕３２６．３２８の外面側にそっで容量電極３４２．３４４かある。各 電極３４２．３４４は腕３２６．３２８と絶縁されており、それ自体と測定すべ き孔の内側面との間の間けきを横切る容量を検知するようになっている。電極３ ４２．３４４からリート線３４５か電Ｐモノニール３２５に通している。

モ／′ニール３２うはバッテリを用い前記間げきを横切る容量を信号に変えレン ーバ３４６へ電送し、第１八図：二示すプロセッサ３１へ印加する。

この操作で・は、電極３４２．３１４と孔壁の距離の調節はテーブル固定具３４ ８に係合させてバー３３８を−１−―下させることにより行われる。バー３３８ の」二下移動によりサドル２６のスピンドル１４はＺ軸の動きをする。サドルの 所定の動きにより所望のチー／調節が行われる。

この発明によるデージの調節は、１インチの孔径の孔のような通常の孔径の孔を 測定する。ゲージは誤差１００〜１の＋０．０１インチの電極３４２．３４４お よびバー３３８に対する力の開に生した分離の調節範囲をもつ。

前記した切削システムと機構は切削操作の自動化と高精度をもたらす。特別な記 述は発明の説明のためのものであり、この発明の範囲は請求の範囲により定まる 。

ＦＩＧ、　１Ｂ ＦＩＧ、１Ｃ １拮口Ｈ５！Ｊ　−５０００９４０の ＦＩＧ、　７８　ＦＩＧ、　７Ｃ ＦＩＧ、　１３ ＦＩＧ、　９Ｃ 手続補正書（放） 昭和５８年１１月２　日 特許庁長官殿 （特許庁審査官　殿） ２、　発明の名称 調節できる切削システムとその機構 ３　補正をする者 事件との関係　出願人 住所　東京都港区南青山−丁目１番１号５　補正命令の日刊（） （発送日）昭和５８年１０月２５日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．切削すべきワークピースに係合する切削工具；前記工具をワークピース側へ 移動する手段；前記工具を保持する工具ホルダ； 前記工具を制御して前記ホルダにおいて切削寸法が調節される前記工具； 調節固定具； 前記切削工具を前記固定具に係合し、前記工具をホルダに保持させなから切削寸 法を所定のとおり増加させて調節を行う手段；を備えてなるワークピースの調節 可能な切削システム。 ２、ワークピースと固定具を前記工具に関連する駆動機構ちより支持する手段； を備える請求の範囲第１項のシステム。 ３、所定の増加に対応する距離を前記固定具により制御し、前記工具を駆動する 手段を備えた請求の範囲第１項のシステム。 ４、ワークピースの切削寸法を検知する手段；検知された切削寸法の関数として 前記所定の増加を決定する手段； を備えている請求の範囲＄１項のシステム。 ５、前記工具は釈放クランプ手段を備え、釈放状態で工具調節を行う請求の範囲 第１項とシステム。 ６、前記工具と固定具とは第一の方向へ動き前記固定具と係合し、前記クランプ 手段を釈放し、第二の方向へ動いて調節を行う駆動手段を備えている請求の範囲 第５項のシステム。 ７、スプリング手段により切削上旬を調節位置に動かす制御手段を備えた請求の 範囲第６項のシステム。 ８゜中心の第−軸をもつシャンク； 円すい形の端部か第二の中心軸をもち、第一の軸と離れて平行；二なっている前 記シャンク； カラーか円形のテーパ一端部をもち、こｈか前記シャンクのテーパ一端部と係合 し前記カラーか前記シャンクまわりを回転でさるようにした構成の前記切削工具 ：　前記テーパ一端部を互・、）に弾性的に押圧する手段の前記クランプ手段； 前記カラーが前記シャンクまわりを回転する構成の調節手段：前記カラーは切削 チップをもつ構成； 全備えた請求の範囲第６項のシステム。 ９、ン、−／りのテーパ一端部は円すい形の雌形で前記カラーの端部は雌形の円 ４−１・形て゛ある請求の範囲第８項のシステム。 １０、前記クランプ手段には、クランプ手段を釈放するビンを備えている請求の 範囲第９項のシステム。 ］　］　、　Ｍｉｊ記ビン手段は前記固定具と前記工具との開の軸方向の動きに より作動し、前記クランプ手段を釈放する前記ビン手ｆ２、特許請求の範囲第１ ０項のシステム。 １２、前記工具と前記固定具との動きを前記ピン手段の回転に変Ｌ　ｉｉ’ｉｊ 記ビン手段の回転により前記テーパーを分離する手段をもつ請求の範囲第１０項 のシステム。 １３、固定具ストップ； 前記カラーにおいて第二の軸と平行になって、前記ストップと係合して前記カラ ーを回転させる手段； を備えた請求の範囲第１２項のシステム。 １４、中心の第−軸をもつシャンク： 円すい形の端部か第二の中心軸をもち、第一の軸と離れて平行になっている前記 シャンク； カラーか円形のテーパ一端部をもち、これが前記シャンクのテーパ一端部と係合 上前記カラーが前記シャンクまわりを回転できるようにした構成の前記切削工具 ；　前記テーパ一端部を互いに弾性的に押圧する手段の前記クランプ手段；前記 カラーか前記シャンクまわりを回転する構成の調節手段；前記カラーは切削チッ プをもつ構成； を備えた穿孔バー。 １５、前記分離手段と回転手段は、互いに直角方向の力に対応する請求の範囲第 １項の穿孔バー。 １６、シャンクのテーパ一端部は円すい形の雌形で前記カラーの端部は雌形の円 すい形である請求の範囲第１４項の穿孔バー。 １７、前記クランプ手段には、クランプ手段を釈放するピンを備えている請求の 範囲第１６項の穿孔バー。 １８、前記ピン手段は前記固定具と前記工具との開の軸方向の動きにより作動し 、前記クランプ手段を釈放する前記ピン手段をもった請求の範囲第１０項のシス テム。 １９、前記工具と前記固定共との動きを前記ピン手段の回転に変え前記ピン手段 の回転により前記テーパーを分離する手段をもつ請求の２０、固定具ストップ； 前記カラー（こおいて第二の軸と平行になって、前記スト７ブと係合して前記カ ラーを回転させる手段； 全備えた請求の範囲第１９項の穿孔バー。 ２１、調節て゛きる工具をマシニングセンタに関連する固定具に係合し、前記工 具を所望の切削寸法に調節し； 調節した前記工具で・ワークピースを切削し；前記ワークピースの切削寸法を前 記マシニングセンタと関連させて測定し； 前記工具を前記固定具に再係合させ、切削寸法の再調筋を行い、この調節は、測 定ちた寸法と所望の予定寸法との間の差に対応するものであ１バ 前記ワークピースをｉ１ｊ記工具により所望の予定寸法とおりｉ二最終切削を行 う； 工程からなる切削方法。 ２２、係合、再係合ステップは前記工具の寸法調節を行い、ついで前記工具を最 初または最終寸法に調節するように前記工具をリセットする最初のステップを含 む請求の範囲第２１項のプロセス。 ２３、前記再係合と再切削ステップか選択された回数で行われ、各回数ごとに所 望の切削寸法を徐々に広げて最終切削寸法で切削を行うステップを含む請求の範 囲第２１項のプロセス。 ２４、前記工具を前記固定具に関連したストップまで動力化、その移動距離は前 記工具が最初の、そして引続く所望の寸法となるよう調節される量に対応する再 保合、再切削ステ７ブを含む請求の範囲第２１．２２、または２３項のプロセス 。 ２５、前記工具は穿孔バーである請求の範囲第２１項のプロセス。 ２６６測定ステツプは孔径測定を含む請求の範囲第２５項のプ礼セ又。 ２７、フィンガを前記ワークピースの穿孔部に接触させ、インタフェロメータの 手段により該孔径を検知するステップを前記測定ステップが含む請求の範囲第２ １または２６項のプロセス。 ２８．７−クビースに係合する調節できる部材；前記マシンツールセンタにおい てワークピースと関連する固定具； 前記部材を前記ワークピースと前記固定具とに関連させて駆動する手段；および 前記固定具と係合し前記駆動機構と対応して前記部材における調節を行う制御手 段を備えた前記部材；からなる切削工具の調節部材機構６ ２９、前記部材には寸法測定ゲージを含む請求の範囲第２Ｓ項の調節機構支ステ ム。 ３０、前記寸法測定ゲージは少なくともそれ自体およびワークピースの面の距離 を検知する要素を含み、前記制御は前記寸法測定ゲージに対する前記要素の位置 を調節する請求の範囲第２９項の調節機構システム。 ３１、前記寸法測定ゲージはワークピース孔の孔径を検知するゲージをもち、少 なくとも二つの要素かそれら自体と前記ワークピース孔の面との距離を容量的に 検知し、前記制御が前記要素の分離を変える請求の範囲第３０項の調節機構シス テム。 ３２、所定の孔径の孔、前記孔（二前記測定ゲーノを作用させ、測定する請求の 範囲第２９．３０または３１項の調節（佐構システム。 ３３、前記駆動手段により前記部材をワークピース；こ作用させ、その寸法を測 定し、さらに前記固定具ｉこ前記部材を作用させ、その調節を行い、それにより 寸法検知ゲージか前記ワークピースを所定の検知範囲において検知し、所定の検 知範囲ｔこおいて前記ワークピースと係合してその寸法デージを測定する請求の 範囲第２９．３０または３１項の調節機構システム。 ３４、切削工具は切削チップをもって・、・ることを前記部材が含む請求の範囲 第２Ｓ項の調筋（幾構シスーテム。 ３５、前記制御手段か釈放でとる口、り＠構をもち、前記工具の前記切削チップ を口／りし、前記切削チップの切削寸法を調節する固定具駆動手段を備えた請求 の範囲第３４項の調Ｉ！１ｉ機構システム。 ３６、前記駆動機構には、前記固定具とともに前記切削工具を所定の切削寸法と なるよう調節し、調節した前記工具によりワークピースに所定の切削を行う手段 を備えた請求の範囲第３５項の調節機構システム。 ３７、前記切削調節手段と前記切削手段とを反復させる手段を含む請求の範囲第 ３６項の調節機構システム。 ３８、ワークピースとそれに関連の固定具に関連させてワークピースに係合する 調節でトる部材を駆動し； 前記部材を前記固定共とともに前記調節を行う間、前記部材を制御する； ことからなる切削工具の調筋部材の操作プロセス。 ３９、少なくとも一つの要素によりそれ自体と前記ワークピースの面との距離を 検知する少なくとも一つの要素を含む前記部材と、全体として前記部材に関連し て前記要素の位置を調節する制御ステップを備える請求の範囲第３８項のプロセ ス。 ４０、ワークピース孔の孔径を検知するゲージを前記部材か含み、少なくとも二 つの要素がそれら自体と前記ワークピース孔の面との距離を容量的に検知し、前 記制御が前記要素の分離を変える請求の範囲第３９項のプロセス。 ４１、所定の孔径の孔、前記孔に前記測定ゲージを作用させ、測定する請求の範 囲第３９または４０項のプロセス。 ４２、前記駆動手段により前記部材をワークピースに作用させ、その寸法を測定 し、さらに前記固定具に前記部材を作用させ、その調節を行い、それにより寸法 検知ゲージか前記ワークピースを所定の検知範囲において検知し、所定の検知範 囲において前記ワークピースと係合してその寸法ゲージを測定する請求の範囲第 ３９または４０項のプロセス。 ４３、前記制御手段が釈放できるロック機構をもち、前記工具の前記切削チップ をロック・シ、前記切削チップの切削寸法を調節する固定具駆動手段を備えた請 求の範囲第３８項のプロセス。 ４４、前記駆動機構１こは、前記固定具とともに前記切削工具を所定の切削寸法 となるよう調節し、調節した前記工具によりワークピースに所定の切削を行う手 段を備えた請求の範囲第４３項のプロセス。 ４５、前記調節ステップと前記ワークピースから徐々に増大する量の材料を取除 くステンプな反復することを含む請求の範囲第４４項のプロセス。