JPS6010860B2 - 工作機械の主軸プロ−ブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は数値制御工作機械と組合せて使用されるプロー
ブに関する。

従来のプロープは、数値制御ＮＣ工作機械の主軸内に鉄
装される工具ホルダの中に装架されていた。

そしてブローブが加工物に接触すると送信周波数を変え
る回路と一緒にラジオ送信器が工具ホルダ内に備えられ
ている。そのプローブは送信器のアンテナとして働き、
送信器から発せられる出力信号を、工作機械のＮＣ回路
と接続された受信器に送る。すなわちプローブはＮＣ回
路と共同して、加工物の精密な測定を行うのである。と
ころで従来のある種のプローブの問題点として、プロー
ブから発せられるラジオ電波が工作機械の近傍区域を超
えて伝播するということがある。

しかし電波は法律で規制され、その使用周波数帯が各用
途に割当てられているから、どんな周波数帯でも窓意に
利用するというわけにはいかない。またラジオ送信器の
使用には、メーカーだけでなく、プローブの利用者にも
、当局の認可が必要である。さらにラジオ送信器を使っ
た場合、その受信回路が、同じような周波数を使ってい
る別の送信器からの不正当な電波を受けて、間違った作
動をすることもある。本発明の主要な目的は、上記のよ
うな欠点をなくすよう改良された主軸プローブを提供す
ることにある。

しかして本発明によれば、 主軸台および、該主軸台上に主軸中心線を中心に回転で
きるよう枢架され且つ工具ホルダと主軸プローブを取付
けられる主軸を有する工作機械のための主軸プローブに
して、該主軸内に鉄装される工具ホルダ、および該工具
ホルダ上に取付けられるプローブ要素を備える主軸プロ
ーブにおいて、該工具ホルダ内に備えられる発振器、 該工具ホルダ内に備えられて該発振器に付勢するための
装置、該工具ホルダ内に備えられて、測定すべき面に該
プローブ要素が接触したとき該発振器の出力を変える装
置、該工具ホルダ上に装架され且つ該発振器の出力と接
続される１次コイル、および該工具ホルダに隣接して該
主軸台上に装架され、該１次コイルからの信号を受ける
２次コイルを備えることを特徴とする主軸プローブが提
供される。

以下、添付図面を参照に説明を続ける。

第１図において、付番１川ま数値制御工作機械の主軸を
、付番１２は主軸１０を枢架する主軸台を示す。

標準的な内端部分形状を有する工具ホルダー４が主軸１
０の工具ソケット内に周知の装置（図示せず）により掴
持される。工具ホルダ１４はこれの体部分１６内に中心
孔１８を備え、この孔の中に電池２０が鉄装される。体
部分１６に、内側端部分２２がネジ条２４で虫累着され
る。この端部分２２は、電池２０の負端子に対し当接す
るバネ２６を有し、これによって接地接続を行う。電池
２０の正端子には電気接点２７が当援する。体部分１６
の外側端部にノーズ部分２８がネジ３０で取付けられる
。このネジの１本が第１図に示されている。プローブ要
素３２がノーズ部分２８に取付けられ、これから外方へ
突出する。プローブ要素３２が工作機械の×軸、Ｙ軸、
またはＺ軸に沿って僅かに動くとスイッチ接点を閉じる
周知のスイッチ組立体（図示せず）が、ノーズ部分２８
内でプローブ要素３２に後続されている。この部分の構
造は当該技術で周知のものであるから、ここでは詳術し
ない。上記スイッチ組立体（図示せず）からの導線（図
示せず）が電気プラグ３４とソケット３６を介して、印
刷回路ボード３８１こ接続される。この回路ボードは発
振器回路を備え、そしてこの発振器回路の出力は導線４
２を通して１次コイル４川こ送られる。１次コイル４川
ま、ノーズ部分２８から側方向へ突出する腕４４上に装
架される。

腕４４はまたスイッチ４６を装架する。このスイッチ４
６はプランジャ４７を有し、そしてこのプランジャは、
工具ホルダ１４が主軸１０内に掴持されるとき、この主
軸のノーズ部分４８と接触して作動される。しかして工
具ホルダ１４が主軸１０内に挿入されると、スイッチ４
６は電池２０をＥＯ刷回路３８に接続させ、そして工具
ホルダ１４が主軸１０から取外されると、電池２０のそ
の後続を切る。このためスイッチ４６はバネによって通
常開き位置になるよう押され、スイッチのプランジャ４
７が主軸ノーズ４８から離れると同時に、開き位置にさ
れる。上記発振器の電気回路が第２図に示される。発振
器の電源は電池２０である。この電池は、スイッチ４６
の通常開き接点およびダイオード５２を介して、電力供
給導線５０に接続される。ダイオード５２は、電池２０
が極性を逆にして取付けられた場合の逆電圧から回路を
防護するためのものである。導線５０とアースの間にフ
ィル夕・キヤパシタ５４が接続されて、電源からのノイ
ズと振動のフィルタリングを行う。電力供給導線５０と
回路の作動要素の間の接続の詳細は当該技術者に周知の
ものであるから、図面には示さない。発振器は、抵抗器
６２，６４，６６とキャパシタ６８を介して１つのＩＪ
ングに接続される３つの反転増幅器（ｉｎｖｅｒｔｉｎ
ｇａｍｐｌｉｆｉｅｒ）５６．５８，６０‘こよって構
成される。発振器の周波数は、フィードバック・ループ
のＲＣ時定数により部分的に決定される、該リングを回
る伝搬遅延によって決まる。ＲＣ時定数は、プローブ要
素３２が工作機械の×軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿って送られな
がら、加工物に接触して僅かに動かされたとき、このプ
ローブ要素３２によって開かれるスイッチ７０，７２，
７４により変えられる。スイッチ７川よ×軸に、スイッ
チ７２はＹ軸に、そしてスイッチ７４はＺ軸に対応する
。スイッチ７０，７２，７４の中のどれでも１つのスイ
ッチが開かれると、抵抗器６４が回路との接続を切られ
、これによってフィードバック・ループのＲＣ時定数が
変えられ、そこで発振器の周波数が変えられる。従って
この発振器周波数の変化は、プローブ要素３２が加工物
と接触したことの表示となる。該発振器回路の出力は、
３つの反転増幅器７６，７８，８０がＲＦＩ次コイル４
０と負荷抵抗器８２と共に直列に接続されて成るプッシ
ュ・プル増幅器回路により増幅される。

ここで第２図に示すように、それら３つの増幅器の内、
増幅器７６はコイル４０の一方の側に、増幅器７８，８
０はそのコイルの他方の側に後続されている。１次コイ
ル４０の出力は、このコイルと隣姿して主軸１０の中心
線８６に同心的に主軸台１２上に取付けられるリング形
の２次コイル８４（第１図）へ、磁気遊導により結合さ
れる。２次コイル８４は主軸１０と同０であるから、工
具ホルダー６がどんな角方位にあっても１次コイル４０
は２次コイル８４に隣接する位置にある。

コイル４０と８４はこれらの間の結合係数をできるだけ
高くするよう、コイル相互間の間隔を可及的に小さくす
るよう設置される。電磁波の放射をできるだけ少なくす
るため、１次コイル４０は好適には、２次コイル８４に
隣接しない面を電導性金属で遮へいされる。変圧器コイ
ル４０と８４間の結合は、電磁波放射を必要としない磁
気誘導により行われるのである。２次コイル８４は普通
の検出器回路８８に接続され（第１図）、そしてこの回
路８８は工作機械のＮＣ回路（図示せず）に接続される
。

変圧器コイル４０と８４間の比較的高い結合係数により
、検出器回路８８の関値は、他の送信器からの不正当な
電波による不良作動の可能性を無くすに充分なまで高く
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の主軸プロープの好適な実施例の長手方
向断面図、第２図は第１図の実施例の電気部分の概略回
路図である。 １０・・・・・・主軸、１２・・・・・・主軸台、１４
・・…・工具ホルダ、２０・・・・・・電池、２２・・
・・・・内側端部分、２８…・・・ノーズ部分、３２…
・・・プローブ要素、３４，３６・・・・・・プラグと
ソケット、３８・・・・・・印刷回路ボード、４０……
１次コイル、４４……腕、４６・・・・・・電源スイッ
チ、４８・・・・・・主軸ノーズ部分、５０・・・・・
・電力導線、５６，５８，６０・・・・・・発振器の反
転増幅器、６２，６４，６６・・・・・・同抵抗器、６
８……同キヤパシタ、７０，７２，７４……発振器出力
変化スイッチ、７６，７８，８０・・・・・・プッシュ
・プル増幅器回路の反転増幅器、８２・…・・同負荷抵
抗器、８４・・・・・・２次コイル、８８・・・・・・
検出器回路。 ２７．ノ 沸々２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 刃物を受け固定するソケツトと、工作機械の運転を
   調整するために接続されている数値制御回路と、主軸の
   ソケツトに受けられて固定される体部分１６と、該体部
   分から軸線方向に延びているプローブ要素３２と、前記
   体部分内に設けられた発振器３８と、該発振器を励磁す
   るために接続され前記体部分内にある電源２０と、工具
   ホルダによって支持され前記発振器の出力を受ける一次
   コイル４０と、工作機械に設けられ前記一次コイルに誘
   導結合して信号を発生させるために数値制御回路に接続
   されている二次コイル８４と、加工物表面に接触して生
   じた前記プローブの運動によって作動され数値制御信号
   のために二次コイルの励磁を変える時に前記発振器の出
   力を変える装置７０，７２，７４とを備えた工作機械の
   回転主軸に設けられるプローブ。 ２ 前記二次コイルが環形状で前記主軸と共軸に工作機
   械に設けられ前記一次コイルが主軸の全回転位置で前記
   二次コイルに誘導結合されることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項のプローブ。 ３ 前記体部分から半径方向に延びている腕と、前記環
   状二次コイルの半径に対応して主軸の軸線からある距離
   を離して前記腕に前記一次コイルを設ける装置とを有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項のプローブ。 ４ 前記電源が、前記体部分に設けた電池と、前記主軸
   ソケツト内に前記体部分を挿入して働かされるスイツチ
   と、該スイツチが働かされて前記発振器を励磁するよう
   に前記電池と発振器の間にある回路に前記スイツチを接
   続し前記体部分が主軸ソケツトから除かれるとスイツチ
   を開く装置とを設けたことを特徴とする特許請求の範囲
   第３項のプローブ。５ 工作機械のＸ，Ｙ，Ｚ軸に対応
   している３個のスイツチ７０，７２，７４を有し、該ス
   イツチの１個またはそれ以上はプローブ要素３２が加工
   物との接触によってわずかに動くとプローブ要素によっ
   て開かれ、発振器の周波数を変えるために抵抗器６４が
   発振器回路から外されることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項のプローブ。