JPS59561Y2 - 接触検出用ヘツド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、工作物に形成された穴の直径等を測定するた
めに、接触検出機能を有する数値制御工作機械のスピン
ドルに装着される接触検出用ヘッドに関し、その目的と
するところは、工作物の被測定面に付着する塵芥が測定
を行う前に除去されるようにし、塵芥の付着によって生
じる測定誤差をなくすことにある。

近年、数値制御工作機械のスピンドルに接触検出用のヘ
ッドを工具の替わりに装着してこの接触検出用ヘッドを
所定の方向へ移動させ、接触検出用ヘッドの先端部に形
成された接触面が工作物の被測定面に接触するまでに移
動した距離によって穴の直径等を測定することが行われ
ているが、工作物の穴には切削屑等の塵芥が付着してい
ることが多いため、測定を行う前に被測定面に付着して
いる塵芥を除去しないと正確な測定が行えない。

工作物の穴に付着する塵芥を除去するには穴の中にエア
ーノズルを挿入して圧搾空気を噴出する方式が考えられ
るが、この方式では測定を行う前に工作物の穴にエアー
ノズルを挿入して穴の清掃を行わなければならないため
測定に時間がかかるだけでなく、穴の中で圧搾空気を噴
出しても、穴の側面に切削油等を粘着剤として付着して
いる微小な切粉は除去されないことがあり、寸法測定を
正確に行いたい場合には問題となる。

本考案はかかる点に鑑みてなされたもので、接触検出用
ヘッドの先端部に設けられた接触部材に、先端部が工作
物の被測定面に接触して被測定面に付着している塵芥を
離脱させる非導電性の清掃部材と、この清掃部材によっ
て離脱された塵芥を吹き飛ばすエアーノズルとを設けた
ことを特徴とするものである。

以下本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、工作物Ｗに形成された穴の直径等を自動的に
測定する機能を有する数値制御工作機械の構成を示す全
体図で、機械本体１と接触検出装置２と数値制御装置３
とによって構成される。

１０は機械本体１のベッドで、このベッド１０の上には
工作物Ｗを載置するテーブル１１が紙面と垂直な方向（
Ｘ軸方向）に移動可能に案内され、また、主軸頭１２を
上下方向（Ｙ軸方向）に移動可能に案内するコラム１３
が左右方向（Ｚ軸方向）に移動可能に案内されている。

そして、テーブル１１はベッド１０に固着されたサーボ
モータ１４によつてＸ軸方向に移動され、主軸頭１２は
、ベッド１０の後端部に取付けられたサーボモータ１５
と、コラム１３の上部に取付けられたサーボモータ１６
とによってＹ軸方向およびＺ軸方向に移動されるように
なっている。

これによって、工作物Ｗど主軸頭１２との相対位置が変
化せしめられ、工作：＊Ｗの加工と、工作物Ｗに加工さ
れた穴の直径等の測定が行われる。

１７は主軸頭１２に軸架されたスピンドルで、図略の主
軸モータによって回転駆動されるようになっている。

工作物に加工された穴の直径等を測定する場合にはこの
スピンドル１７に図に示す接触検出用ヘッド１８が装着
される。

また、主軸頭１２の周囲には、スピンドル１７の周囲を
取巻く磁束を発生させる接触検出用のコイル１９が配設
されており、接触検出用ヘッド１Ｂが工作物Ｗの被測定
面に接触すると第１図の破線で示すような誘導電流が流
れ、コイル１９のインピーダンスが変化する。

さらに主軸頭１２の上部にはスピンドル１７に圧搾空気
を供給するためのエアー供給口２０が設けられている。

接触検出装置２は、コイル１９のインピーダンス変化に
よって接触検出用ヘッド１８が工作物Ｗの被測定面に接
触したことを検出するもので、工作物加工時には空切削
除去にも利用される。

また、数値制御装置３は紙テープ等によって与えられる
数値指令データに応じて工作物Ｗの加工を行うもので、
数値指令データに応じた数のパルスをサーボモータ１４
，１５．１６に与える。

この数値制御装置３は特定の数値指令が与えられると、
接触検出用ヘッド１８をスピンドル１７に装着して穴の
直径等を自動的に行う。

穴の直径を測定する場合には加工された穴の中で接触検
出用ヘッドを移動させ、接触検出装置２から接触検出信
号が送出されるまでに接触検出用ヘッド１８が移動した
距離から直径を演算する。

なお、この数値制御装置３は、寸法測定を行っている間
、主軸モータとソレノイドＳＱＬを付勢するようになっ
ている。

第２図は接触検出用ヘッド１８か゛スピンドル１７に装
着された状態を示す縦断面図で、接触検出用ヘッド１８
のヘッド本体２５はスピンドル１７に装着され、このヘ
ッド本体２５の先端部に、中間軸２６と接触部２７とに
よって構成される接触部材２８が固着されている。

また、接触部２７の外周面２７ ａには、接触部２７の
頭部を覆うスリーブ２９が軸方向へ移動できるように嵌
合され、このスリーブ２９の内周に突設された突出部２
９ ａと中間軸２６の先端面２６ ａとの間にスプリン
グ３０が縮設されている。

また、スリーブ２９の突起部２９ ａと接触部２７の頭
部２７ ｂおよびスリーブ２９の先端部分によって、ス
リーブ２９を後退させるシリンダ室３１が形成されてお
り、このシリンダ室３１は連通路３２ ａ、 ３２ ｂ
を介して接触部２７の中心部に穿設されたエアー通路３
３に連通している。

さらに中間軸２６およびヘッド本体２５の内部には、接
触部２７のエアー通路３３をヘッド本体２５の外周面に
刻設された環状溝３９に連通させるエアー通路３６．３
７および連通路３８が穿設されている。

一方、スピンドル１７の工具受面１７ａの前記環状溝３
９に対向する位置には、スピンドル１７および主軸頭１
２に穿設されたエアー通路４１．４２を介してエアー供
給口２０に連通ずるエアー供給口４０が穿設されている
。

したがって、エアーポンプＡＰからの圧搾空気がエアー
供給口２０に供給されると、シリンダ室３１内の圧力が
上昇し、スリーブ２９を、スリーブ２９の後端面２９
ｂが中間軸２６に当接するまで後退させる。

前記接触部２７の頭部２７ ｂには、第３図に示すよう
に、半径方向に延在する保持室４３が設けられ、この保
持室４３にはスチールボール４４とナイロンボール４５
およびこれらのボールを外側を押圧するスプリング４６
が組込まれている。

保持室４３は接触部２７の頭部２７ ｂに穿設された穴
２７ ｃと、この穴の一端に螺着された保持部材４７に
穿設された穴４７ ａとによって構成されており、この
保持室４３の両端開口部には、スリーブ２９が後退した
ときに、スチールボール４４およびナイロンボール４５
の表面が頭部２７ ｂかられずかに突出するようなテー
パ面４３ａ、４３ｂが形成されている。

ナイロンボール４５は、工作物Ｗに形成された穴の側面
等の被測定面に付着した切屑等を除去するためのもので
、このナイロンボール４５の突出量１１は第４図に示す
ようにスチールボール４４の突出量１２よりも所定量だ
け多くなるようにテーパ面４３ａ、４３ｂが形成されて
いる。

なお、４８はスプリング４６と接触部２７の頭部２７
ｂとを電気的に接続するための導線で、これによってス
チールボール４４と接触面２７との電気的な接続が行わ
れる。

また、ナイロンボール４５を遊嵌する保持部材４７には
円周上数ケ所にエアーノズルを形成する割溝４９が刻設
され、前記保持室４３とエアー通路３３との間には絞り
作用を有する連通路３３ ａが形成されている。

したがって、エアー通路３３に圧搾空気が供給されると
、保持室４３の内部にも所定の圧力が発生し、前記割溝
４９から圧搾空気が噴出される。

さらに、接触面２７の頭部２７ ａの先端には、穴の深
さ等を測定するための接触面５０ ａを有する検出部材
５０が螺着されており、この検出部材５０には接触面５
０ ａの中央に開口するエアーノズル５１が穿設されて
いる。

したがって、エアー通路３３に圧搾空気が供給されると
、このエアーノズル５１からも圧搾空気が噴出される。

第５図は、接触検出用ヘッドの使用状態を示し、シリン
ダ室３１にエアー通路３３を介して圧搾空気が供給され
、スリーブ２９が後退端に位置しているため、スチール
ボール４４およびナイロンボール４５がスプリング４６
の弾性力によって接触面２７の頭部２７ ｂから所定量
だけ突出せしめられている。

また、保持室４３にも連通路３３ ａを介して圧搾空気
が供給され、割溝４９およびエアーノズル５１から圧搾
空気が噴出されている。

この状態で、接触検出用ヘッド１Ｂが回転され、接触面
２７の頭部２７ ｂが工作物Ｗに加工された穴の側面に
接近せしめられると、割溝４９から噴出される圧搾空気
によって穴の側面に付着している大かまかな塵芥が吹き
飛ばされる。

また、この後接触類２７の頭部２７ ｂが穴の側面に近
づくとナイロンボール４５が穴の側面に接触して、圧搾
空気では吹き飛ばされなかった塵芥が穴の側面から離脱
せしめられ、この離脱された塵芥が圧搾空気によって吹
き飛ばされる。

そして、接触面２７の頭部２７ ｂが穴の側面にさらに
近づくと、ナイロンボール４５がスプリング４６の押圧
力に抗して内部へ移動せしめられ、スチールボール４４
が穴の側面に当接するようになる。

すると、接触検出装置２から接触検出信号が送出され数
値制御装置３に接触検出用ヘッド１Ｂが工作物Ｗに接触
したことが報知される。

数値制御装置３は穴の直径線上で接触検出用ヘッド１８
を移動させ、接触検出用ヘッド１Ｂの移動量から穴の直
径を演算する。

このように、工作物Ｗの被測定面に付着している切屑等
の塵芥が完全に除去された状態で接触検出が行われるた
め、穴の直径を正確に測定することができる。

なお、上記実施例においては、接触検出用ヘッドの接触
面をスチールボールで構成するとともに清掃部材をナイ
ロンボールで構威し、これらのボールをスプリングで半
径方向外側へ押圧する構造とし、また、接触検出用ヘッ
ドを使用しないときはこれらのボールをスリーブで覆う
ようにしていたため、接触検出用ヘッドを工具マガジン
等に保管している間に接触面となるスチールボールに塵
芥が付着することがない、接触時の衝撃をスプノングで
吸収できる等の利点があるが、これらの点があまり問題
とならない場合には、第６図に示すように、接触面２７
の先端外周面に接触面５２を突設するとともに、先端外
周面の一部に先端部が接触面５２よりも突設する非導電
性のブラシ５３を植設し、接触面５２またはその近傍に
エアーノズル５４を設けるようにしてもよい。

このようにすれば、簡単な構造で本考案の目的を遠戚で
きる。

以上述べたように、本考案の接触検出用ヘッドにおいて
は、接触部材の先端外周面に工作物の被測定面に付着す
る塵芥を離脱させる清掃部材と、この清掃部材によって
離脱された塵芥を吹き飛ばすエアーノズルとを設けたか
ら、工作物に形成された穴の側面等の被測定面に、微小
な切粉等が切削油等によって粘着していた場合でも、こ
れらの塵芥を完全に除去することができ、穴の直径等を
正確に測定することができる。

また、本考案にかかる接触検出用ヘッドを用いれば、接
触検出の動作と並行して被測定面の清掃動作が行われる
ため、被測定面の塵芥を除去するのに特別な時間を必要
とせず、被測定面の清掃を行って接触検出を行うのにも
かかわらず穴の直径等を短時間に測定することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる接触検出用ヘッドを用いて寸法
測定等を行う数値制御工作機械の構成を示す図、第２図
は接触検出用ヘッドがスピンドルに装着された状態を示
す縦断面図、第３図および第４図は第２図における接触
面２７の拡大図で第３図はスリーブ部材２９が前進端に
位置する状態を示し、第４図はスリーブ部材２９が後退
端に位置する状態を示す図、第５図は接触面２７が工作
物の穴に挿入された状態を示す図、第６図は本考案にか
かる接触検出用ヘッドの第２実施例を示す図である。 １・・・・・・機械本体、２・・・・・・接触検出装置
、３・・・・・・数値制御装置、１２・・・・・・主軸
頭、１７・・・・・・スピンドル、１８・・・・・・接
触検出用ヘッド、１９・・・・・・接触検出用コイル、
２５・・・・・・ヘッド本体、２６・・・・・・中間軸
、２７・・・・・・接触面、２８・・・・・・接触部材
、２９・・・・・・スリーブ、３０．４６・・・・・・
スプリング、３１・・・・・・シリンダ室、３２ ａ、
３２ ｂ、 ３３ａ、３８・・・・・・連通路、３３
，３６．３７・・・・・・エアー通路、４０・・・・・
・エアー供給口、４４・・・・・・スチールボール、４
５・・・・・・ナイロンボール、４９・・・・・・割溝
、５２・・・・・・接触面、５３・・・・・・ブラシ、
５４・・・・・・エアーノズル、ＡＰ・・・・・・エア
ーポンプ、Ｗ・・・・・・工作物。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 数値制御工作機械のスピンドルに装着されるヘッド本体
   の先端部に接触部材を取付け、この接触部材の先端外周
   面に工作物等の被測定面に当接させる接触面を形威した
   接触検出用ヘッドにおいて、前記接触部材の先端外周面
   に、先端面が前記接触面よりもわずかに突出しかつ半径
   方向に変位可能な非導電性の清掃部材を前記接触面と円
   周方向位置を異にして設けるとともに、前記被測定面に
   圧搾空気を噴出するエアーノズルを形威し、前記接触部
   材とヘッド本体の内部には前記スピンドルのエアー供給
   口から供給される圧搾空気を前記エアーノズルに供給す
   るエアー通路を設けたことを特徴とする接触検出用ヘッ
   ド。