JPS6037239Y2

JPS6037239Y2 - 工作機械のワ−ク取付精度検出装置

Info

Publication number: JPS6037239Y2
Application number: JP8066080U
Authority: JP
Inventors: 俊逸伊藤; 史三郎村田; 功山本
Original assignee: 村田機械株式会社
Priority date: 1980-06-09
Filing date: 1980-06-09
Publication date: 1985-11-06
Also published as: JPS573550U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、工作機械に於けるワーク取付精度の検出装置
に開−特に検出用の圧空が連接部において漏洩すること
がなく、検出精度が高い検出装置に関する。

上記工作機械の稼動率を高めるためには、工具交換、ワ
ーク切削時間及びワーク取付に要する時間を如何に短縮
するかにかかっており、そのため、上記工具交換におい
ては、例えば多角形工具ヘッドの各ステーションに予め
必要工具をセットしておき、各加工工程の終了毎に上記
ヘッドを回転させて工具交換する方法、あるいはＡ−Ｔ
−Ｃ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＴｏｏｌＣｏｎｔｒｏｌ
）装置等により自動的に工具交換することにより加工す
る方法等が採用され、又、ワーク切削時間の短縮におい
ては、超硬合金及びセラミック等の切削工具の開発によ
り高速切削が可能となり、更にワーク取付においては、
ワーク自動供給装置によりワークが自動的に供給され油
圧チャック等を用いて迅速にチャックする方法等が行わ
れる。

ところが、上記ワーク取付においては、如何に迅速にワ
ーク取付が可能であっても、ワーク取付精度に正確性を
伴うものでなければ加工された品物は全て不良品となっ
てしまう恐れがある。

本考案は、上記点に基き威されたもので、従来のダイヤ
ルゲージ等を用いてワーク取付毎に精度池ニックする方
法に替えて、機械主軸のチャック部中心端面に、数個所
の検出ノズルを有する検出プレートを装着し、上記機械
主軸主軸の後部より主軸の中心を貫通する検出シャフト
に穿設される連通孔を通して空気を噴出させ、ワーク端
面を上記検出プレートの基準面に押接しながら取付ける
ことにより、該ワーク取付時の空気流出量を検出してワ
ークの取付精度を自動的にチェックするワーク取付精度
の検出装置を提供するものであり、しかも、検出用の圧
空が途中の連接部において、漏洩することがなく、検出
精度が高い当該検出装置を提供するものである。

以下、本考案を実施例に従って詳述する。

第１図ないし第２図は、本考案の検出装置を示すもので
、機械主軸Ｓのチャツク１端面に検出ノズル２を有する
検出プレートが装着され該検出プレート３には、機械主
軸Ｓ中心を貫通する検出シャフト４の前部端面が螺着さ
れて検出シャフト４に穿設される連通孔５と検出プレー
ト３に穿設される連通孔６を通じて検出ノズル２より空
気を噴出するように構成される。

この時、上記検出ノズル２は、検出プレート３の基準面
３ａ上に数個所穿設され、ワークＷをチャック１の爪７
により把持した時点において、各検出ノズルからの空気
流出量を後述する検出装置により検出してワーク取付精
度がチェックされる。

尚、上記検出ノズル２は基本的には１個所でも可能とさ
れるがワーク取付精度の正確性、安定性といった点から
３個所程度が良好とされる。

又、検出ノズル２は、本実施例においては、検出プレー
ト３の基準面３ａ上、即ち端面に開孔して示されるが、
ワークＷの基準面が異なれば、該ワークＷの基準面に適
応する形状、検出ノズル２位置とすることも勿論可能で
あり、更に検出シャフト４は数個連結して示されるが単
体とすることも可能とされる。

上記検出シャフトの後部端面には、公知のオイレスベア
リング８に軸支されて回転する上記検出シャフト４と径
を異にする後部検出シャフト９が一体に螺着され、該検
出シャフト９の詳細が第２図ないし第４図に示される。

即ち、後部検出シャフト９には、前記検出シャフト４の
連通孔５に連通する連通孔１０が穿設され、第４図示の
如く、該検出シャフト９の後端面９ａに形成される円周
ｉ９ｂ、９ｃに穿設される開孔１１，１２及び端面９ａ
中心に穿設される開孔１３と通気孔１４．１５を介して
連通ずるように構成される。

尚、上記円周溝９ｂの開孔１１は通気孔を介することな
く直接、連通孔１０に連通しており、従って、３個所の
連通孔１０は円周溝９ｂ途上のほぼ３等分位置に穿設さ
れている。

更に、上記連結シャフト９の後端面９ａと対向位置から
平行に放間間隔をおいて、ジヨイント部材１６が位置固
定されるシリンダスリーブ１７のオイレスベアリング１
８を介してスライド自在に支持されるスライド部材１９
端面に固着され該スライド部材１９の進出によりジヨイ
ント部材１６が検出シャフト９の端面９ａに密着するよ
うに構成される。

尚、上記間隔は基本的にスライド部材１９が後退した際
、少なくとも接触しない位置であれば可能とされる。

上記スライド部材１９外周には第５図示の如く、検出シ
ャフト９の開孔１１，１２，１３と同数の配管取出口２
０が螺着され、該スライド部材端面１９ａに穿設される
開孔２１，２２，２３に供給孔２４，２５．２６を介し
て連通ずるように構成されている。

尚、上記開孔２１，２２．２３はジヨイント部材１６を
貫通してジヨイント部材端面１６ａに至り、スライド部
材１９の進出によりジヨイント部材１６が検出シャフト
９の端面９ａに密着した際、検出シャフト９の開孔１１
，１２．１３に連通する位置、即ち、第４図示の如く検
出シャフト端面９ａの円周溝９ｂ、９ｃの対向位置及び
中心位置とされる。

尚、上記ジヨイント部材１６の貫通孔２７，２８は円周
Ｒ９ｂ＊９ｃと同円周上であれば半径方向位置は特に規
制されない。

又、上記スライド部材１９後部にはピストンロッド３０
が一体に形成され、該ピストンロッド３０３０にピスト
ン３１が固着されてシリンダ３２内を往復動する。

尚、シリンダ３２部外周には給排気孔３３ａ、３３ｂが
シリンダ３２部の側壁３２ａ及びシリンダスリーブ１７
に一体固定される側板３４の内側端面３４ａ位置に穿設
され該給排気孔３３からのエア供給によってピストンロ
ッド３０及びスライド部材１９が往復動しジヨイント部
材１６が検出シャフト９に密着した状態でワーク取付精
度が検出され、分離した状態で機械主軸Ｓが始動してワ
ーク加工が行われる。

更に、ピストンロッド３０の他端は、側板３４の中心を
貫通して制御ロッド３０ａが外部へ延びており、後述す
るリミットスイッチに当接、分離することによってジヨ
イント部材１６と検出シャフト端面９ａのジヨイント部
の密着、分離を制御する。

第６図は、上記した側板３４の端部に設置されるジヨイ
ント部の密着、分離を確認するリミットスイッチ３５．
３６を示すもので、該リミットスイッチ３５．３６は軸
方向に多少位置を相違して設置され、両方のリミットス
イッチ３５．３６が進退する制御ロッド３０ａの当接、
あるいは分離を同時に確認することによって次の動作が
行われる。

尚、上記リミットスイッチ３５．３６はいずれか一方の
みでも確認可能であるが、前述したジヨイント部のジヨ
イント部材１６には弾性部材、例えばウレタンゴム、ネ
オプレンゴム、合皮ゴム等が気密性といった点から好ま
しいとされるため、分離した状態で散開程度の間隔しか
有しないジヨイント部の密着、あるいは分離がスライド
部材１９の多少の移動においては、ジヨイント部材１６
の弾性変形の範囲内でもって完全に密着、分離されない
状態が生ずる恐れがある。

従って２個のリミットスイッチ３５．３６を併用して位
置をずらして設置し、完全に密着したか分離したかを両
方のリミットスイッチ３５．３６が確認することによっ
て次期動作を行わせるようにしたものである。

第７図は、本考案の検出装置における検出部の基体回路
を示すもので、空気源３７から供給される空気フィルタ
ー３８、レギュレータ３９を通過し、更に検出部Ｃの可
変絞弁４０により、圧力スイッチ４１にて検出可能な圧
力に調整されて検出ノズル２に至る。

上記圧力スイッチ４１は、予めワーク取付精度に適合す
るようにセットされており、例えば第８図示の如く、ワ
ークＷの取付精度の許容範囲Φが設定されると、該許容
範囲Φ以上の空気流出量が生じた場合には圧力スイッチ
４１は作動せず、従って、次期ワーク加工指令が戊され
ず機械主軸Ｓは始動しない。

又、空気流出量が許容範囲Φ以内であれば、圧力スイッ
チ４１が作動してワーク加工指令が威され、機機主軸Ｓ
が始動してワークＷが加工されることになる。

尚、上記圧力スイッチ４１におけるワーク取付の際の検
出精度は、圧力スイッチ４１の選定にもよるが許容範囲
Φが１／１００〜２／１００ｍｍ程度の精度までは十分
検出可能である。

その他、第２図ないし第５図示の４２はジヨイント部に
塵埃が流入するのを防止するための防止カバーで、スラ
イド部材１９外周に固着されている。

以下、動作について詳述する。

第１図ないし第３図において、機械主軸Ｓが停止した状
態で、ワークＷが検出プレート３の基準面３ａに押接さ
れながら油圧チャック１等により把持されると同時に給
排気孔３３ｂより空気が供給され、ピストン３１が第３
図示の如く、矢印Ｅ方向に進出してスライド部材１９に
固着されるジヨイント部材１６が検出シャフト９の端面
９ａに押接されて密着する。

上記ジヨイント部材が完全に密着したかどうかを第６図
示のリミットスイッチ３５．３６が制御ロッド３０ａか
ら離れることによって確認すると空気が各配管取出口２
０から供給され、該供給された空気は、供給孔２４，２
５，２６及び開孔２１．２２．２３を経て貫通孔２７．
２８．２９に至り更に連通孔２７，２８を通過した空気
は、第４図示の如く、円周Ｒ９ｂ、９ｃを経て開孔１１
．１２に達し、該開孔１１から供給される空気は直接連
通孔１０の一つを通って噴射ノズル２に至り開孔１２か
ら供給される空気は通気孔１４を介して連通孔１０の一
つを通過し、該連通孔１０と連通する他の噴射ノズル２
に至る。

又、上記貫通孔２９を通過した空気は、検出シャフト９
の中心に穿設される開孔１３、及び通気孔１５を経て連
通孔１０を通り、該連通孔１０に連通する他の噴射ノズ
ル２に至る。

上記、３個所の噴射ノズル２より噴射される空気の外部
流出量が許容範囲Φ以内であれば第７図示の圧力スイッ
チ４１が作動すると共に、スライド部材１９の後退（矢
印り方向）によりホ１１聞ロッド３０ａがリミットスイ
ッチ３５．３６に当接してジヨイント部材１６の分離を
確認すると機械主軸Ｓが始動してワークＷ加工が指令さ
れる。

又、空気の外部流出量が許容範囲Φ以上であれば、スラ
イド部材１９が後退し、制御ロンド３０ａがリミットス
イッチ３５．３６に当接してジヨイント部材１６の分離
を確認しても圧力スイッチ４１が作動しないため次期加
工指令が威されず、従って、機械主軸Ｓは作動しはい。

尚、上記検出時間は、公知のタイマー等によって一定時
間に設定され、該設定時間終了後に給排気孔３３ａから
空気が供給されてピストン３１及び該ピストン３１と一
体のスライド部材１９が後退して検出シャフト９からジ
ヨイント部材１６が分離される。

以上のように本考案においては、外部、即ち配管取出口
からの空気供給手段における非回転部と回転部から成る
ジヨイント部を主軸回転時には分離して非接触とし、回
転停止時、即ち、ワーク取付及び取付精度の検出時のみ
接触させるようにしたので、公知のロータリージヨイン
ト等に見られるジヨイント部の摩耗、熱の発生等が防止
され、特に検出誤差を防止するためドライエアを使用す
る本考案の検出装置、あるいはは高速回転を要する場合
、上記オイルミストエア適合のロータリージヨイント等
においては摩耗、熱の発生が顕著であるのに対し、本考
案においては、上記摩耗、熱の発生等が全くなく、非常
に良好である。

又、ワークをセットするのみで自動的にワークの取付精
度が検出可能とされるので不良品の発生が防止できると
共に機械の稼動率が一段とアップされる。

さらに、ジヨイント部材が弾性体で構成されると共に、
スライド部材と検出シャフトとの間の検出用空気の連通
路はシャフトの端面に形成した細い円周溝で構成される
ので、スライド部材端と検出シャフト端との実質的な密
着面積が大になり、かつ僅かな凹凸もジヨイント部材の
弾性変形によって埋め合わされ、隙間が皆無となって円
周溝９ｂｖ９ｃからの圧空の漏洩が皆無となり、より精
密なワーク取付精度の検出ができる。

また、当該スライド部材端と検出シャフト端との間の間
隙部は、カバー４２によって覆われて細かな塵埃も侵入
できないようになっているので、該スライド部材端と検
出シャフト端との間に侵入した塵埃によって隙間が生じ
、そこから圧空が漏れて誤検出するといった事故が生じ
ることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図は検出装置の部分断面概略図、第３
図は検出装置の作動を示す部分断面図、第４図ないし第
５図は第２図におけるＡ−Ａ矢視図並びにＢ−Ｂ矢視図
、第６図は検出装置の後端部を示す部分図、第７図は検
出装置における検出部の基本回路図、第８図はワーク取
付状態を示す図である。２・・・・・・検出ノズル、３・・・・・・検出プレー
ト、４゜９・・・・・・検出シャフト、５，６，１０・
・・・・・連通孔、９ｂ、９ｃ・・・・・・円周溝、１
１．１２．１３・・・・・・開孔、１６・・・・・
・ジヨイント部材、１７・・・・・・シリンダスリーブ
、１９・・・・・・スライド部材、２４，２５゜２６・
・・・・・供給孔、３２・・・・・・シリンダ、Ｓ・・
・・・・機械主軸、４２・・・・・・カバー。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

機械主軸端面に検出ノズルを有する検出プレートを装着
し、該検出プレートには上記ノズルと連通ずる連通孔を
穿設した検出シャフトが一体に固定され、かつ、上記検
出シャフトの後部端面には細幅の円周溝が形成されると
共に、該シャフト端面の中心及び円周溝に上記連通孔と
連通ずる開孔が穿設され、一方、上記検出シャフトの対
向位置に固定されるシリンダスリーブ内にはスライド部
材が移動自在に挿設され、該スライド部材はシリンダの
作動により後退した際、該スライド部材端に固着される
ジヨイント部材が少なくとも上記検出シャフトに接触し
ない位置とされ、また、スライド部材が進出し、上記検
出シャフトに密着した際、上記検出シャフトの開孔に連
通ずる供給孔をスライド部材外周に穿設してあり、上記
スライド部材端と検出シャフト端との間の間隙部には、
該間隙の周囲を包囲する円筒状カバーを設け、かつ上記
スライド部材端のジヨイント部材はゴム等の弾性部材で
もって構成したことを特徴とする工作機械のワーク取付
精度検出装置。