JPS6113243Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は数値制御旋盤の自動計測装置の改良に
関するものである。

従来、数値制御旋盤の主軸チヤツクに把持され
たワークを自動的に測定して、主軸台の熱変位や
工具摩耗等に伴なう加工誤差を自動的に補正する
ようにした自動計測装置として、種々のものが提
案されている。工具摩耗だけでなく主軸台の熱変
位をも考慮した計測を行なうには、ワークの内径
または外径の１点を測定するだけでは不充分であ
つて、内径または外径の各直径上の対向点を測定
する必要がある。

刃物台またはクロススライド等に取り付けられ
る従来の自動計測装置は、チヤツクワークあるい
はセンタで支持しないバーワークの場合には、ワ
ークの直径上の対向する２点を測定することがで
きるが、センタワークの場合には、長尺のワーク
及び心押し台が邪魔をして、検出ヘツドが主軸中
心線を越えて反対側に移動出来ないため、直径上
の片側だけの測定しか出来なかつた。ところが、
心押し台で支持して加工するワークは、チヤツク
ワークに比較して一般的に長尺物であり、主軸台
の熱変位がチヤツクワークに比較して大きく影響
するから、直径上の対向する２点を測定して、熱
変位の影響を補正する必要が特に大きい。

本考案の目的は、チヤツクワークだけでなく、
センタワークの直径上の対向する２点をも測定す
ることを可能にした、汎用性のある自動計測装置
を提供するにある。その為に本考案では、接触子
を有する検出ヘツドを、主軸中心線に対して横切
る方向に移動可能な検出ヘツド支持体に設け、該
検出ヘツド支持体を主軸中心線に対して横切る方
向に移動せしめる駆動手段を設けると共に、該駆
動手段を数値制御装置からの指令によつて作動し
て、接触子が主軸中心と同一高さにある測定位置
と、接触子が主軸中心よりも高くワークと干渉し
ない退避位置との間で、検出ヘツド支持体を移動
せしめることにより、心押し台で支持されている
ワークの直径上の対向する２点を測定することを
可能としている。

また本考案の自動計測装置では、プログラム上
の誤りや電気的な故障等によつて、接触子がワー
ク等に衝突して過大な力が加わり、接触子及び計
測装置全体が破損することを防止するようにした
安全装置を付加している。すなわち、検出ヘツド
支持体の先端に、検出ヘツドを測定方向に可動的
に取り付け、常時は検出ヘツドを測定位置に保持
する為の保持手段を設けると共に、設定値以上の
力が検出ヘツド先端の接触子に加わつた時に、前
記保持手段が解除されて、検出ヘツドがワーク等
から逃げるようにしている。

以下本考案の自動計測装置の実施例を、図面を
参照しながら詳細に説明する。第１図及び第２図
に示すように、主軸中心線に対して平行及び直角
方向に移動可能な摺動台１上に、ハウジング２が
載置され、ハウジング２には、主軸中心線と平行
な軸線を中心として回転割出し可能に、ドラム形
タレツト刃物台３が軸承されている。タレツト刃
物台３の外周には、外径工具用ホルダTo及び内
径工具用ホルダTiが取り付けられ、チヤツク４
に把握されたワークＷを加工する。

ハウジング２の側面には、本考案の自動計測装
置のベース５がボルトによつて取り付けられ、ベ
ース５には、主軸中心線と平行な軸線を中心とし
て、枢軸６が軸受７Ａ，７Ｂによつて回転可能に
軸承されている。ベース５の主軸と反対側の端面
には、ベーン型の油圧モータ８が取り付けられ、
該油圧モータ８の出力軸９は、キー１０によつて
枢軸６に連結されている。

枢軸６は主軸側においてベース５から突出して
おり、その突出端に、アーム状の検出ヘツド支持
体１１の一端がキー１２によつて取り付けられて
いる。従つて、検出ヘツド支持体１１は枢軸６と
共に、主軸中心線を横切る方向に枢動可能であ
る。検出ヘツド支持体１１の側面には、角型のブ
ロツク１３がボルト１４によつて固定されてお
り、ベース５の前方突出部５Ａにねじ込まれたス
トツプスクリユウ１５の頭部に、ブロツク１３が
当接することにより、検出ヘツド支持体１１の下
方への枢動端（測定位置）を位置決めする。第１
図に２点鎖線で示す、検出ヘツド支持体１１の上
方への枢動端（退避位置）は、油圧モータ８のベ
ーンの揺動端によつて決められる。本実施例にお
いては、検出ヘツド支持体１１を主軸中心線に対
して直角に横切る方向に枢動させているが、主軸
中心線に対して傾斜して横切る方向に枢動させて
も良い。また、検出ヘツド支持体１１を測定位置
と退避位置との間で、上下に移動させることもで
きる。

検出ヘツド支持体１１先端部には、軸１６が主
軸中心線と平行にキー１７とナツト１８により固
定されている。軸１６には、センタワーク測定用
の検出ヘツド１９（第２図）とチヤツクワーク測
定用の検出ヘツド２０（第５図）が、ワークに応
じて選択的に取り付けられる。第２図から第４図
は、センタワーク測定用の検出ヘツド１９を示す
ものであつて、軸１６にホルダ２１が回動可能に
挿着されている。軸１６の先端部には、半径方向
にピン２２が打ち込まれ、ホルダ２１の主軸側端
面には半径方向にＶ溝２３が形成されている。ホ
ルダ２１と検出ヘツド支持体１１の端面間には、
ばね２４が挿入されていて、ホルダ２１を常時主
軸側に押し付けており、図示の如くピン２２がＶ
溝２３にはまり込んだ状態では、第１図に示す検
出ヘツド１１の下方への枢動端において、先端の
センサ２５の中心軸線が垂直状態に位置決めされ
る。

ホルダ２１にはアダプタ２６がボルト止めさ
れ、アダプタ２６にセンサ２５が挿入されて、セ
ツトスクリユウ２７によつて固定されている。セ
ンサ２５の先端には、球型の接触子２８が取り付
けられていて、第１図に実線で示す状態では、接
触子２８の中心と主軸中心が同一高さに設定され
る。また第１図に２点鎖線で示すように、ワーク
Ｗの外径表面に接触子２８が接触すると、ワーク
Ｗとセンサ２５との間で電気的に閉回路が形成さ
れて、接触したことを検出する。プログラム上の
ミス等により、接触子２８がワークＷの表面に接
触した後、過度に摺動台１が移動して、接触子２
８に過大な力が加わると、ホルダ２１は、ばね２
４がＶ溝２３をピン２２に押し付けている力に逆
らつて回動し、Ｖ溝２３がピン２２から外れ、接
触子２８がワークＷから逃げて、過大な力が接触
子２８に加わつて破損するのが防止される。

第５図から第７図にチヤツクワーク測定用の検
出ヘツド２０を示す。軸１６の先端部には、アー
ム状のホルダ２９のボス部２９Ａが回動可能に挿
着され、前記したセンタワーク用のホルダ２１と
同様に、ボス部２９Ａの主軸側端面に形成された
半径方向のＶ溝３０が、ばね２４の押し付け力に
よりピン２２にはまり込み、ホルダ２９を垂直状
態に保持している。ホルダ２９の先端部には、主
軸中心線と平行にアダプタ２６がボルト止めさ
れ、アダプタ２６にはセンタワーク用と同一構造
のセンサ２５が、主軸中心線と平行に挿入され
て、セツトスクリユウ２７によつて固定されてい
る。従つて、第１図に実線で示す検出ヘツド支持
体１１の下方への枢動端において、ホルダ２９は
第１０図に示すように垂直状態に位置決めされ、
センサ２５は主軸中心線と平行で、かつ接触子２
８の中心と主軸中心が同一高さに設定される。従
つて、このチヤツクワーク用の検出ヘツド２０の
場合には、チヤツクワークの外径と内径の測定が
可能であり、前述したセンタワーク測定用の検出
ヘツド１９と同様に、測定中接触子２８に過大な
力が加わると、ホルダ２９が回動して、センサ２
５の破損を防止するように構成されている。

本考案の自動計測装置の測定動作を、第８図か
ら第９図に従つて説明すると、測定動作に伴なつ
て、検出ヘツド支持体１１を退避位置と測定位置
との間で枢動させるべく、油圧モータ８を制御す
るが、この制御は切削の為摺動台１の移動を制御
する数値制御装置からの指令によつて行なわれ
る。すなわち、タレツト刃物台３に装着された工
具による加工が行なわれている最中には、第８図
−イに示すように、検出ヘツド支持体１１は加工
領域から遠く離れた退避位置に位置決めされてお
り、切粉やクーラント等がセンサ２５にかからな
いようにしている。

ワークの加工が一応完了して、自動計測装置に
よる測定を行なう場合には、数値制御装置からの
指令（M2桁指令）により油圧モータ８が作動し
て、検出ヘツド支持体１１が下方に枢動し、第８
図−ロに示す測定位置に位置決めされる。測定す
るワークがチヤツクワークの場合には、この状態
で摺動台１を移動させ、全ての測定を行なうこと
が出来る。

測定するワークがセンタワークの場合には、第
９図のプログラム例に示すように、M74がテープ
から数値制御装置に読み込まれると、数値制御装
置からの指令により油圧モータ８が作動して、検
出ヘツド支持体１１が下方に枢動し、第８図−ロ
に示す測定位置に位置決めされる。続いて数値制
御装置からのＺ方向の移動指令により、摺動台１
が主軸中心線と平行に主軸側へ移動し、接触子２
８が“12”の位置まで移動する。次に、接触子２
８がワークＷに接触してから若干行き過ぎた位置
“13”まで移動するように、数値制御装置がＸ方
向の移動指令を摺動台１に与える。従つて、接触
子２８は位置“13”に達する前にワークＷの表面
に接触し、この接触信号が発せられた時の摺動台
１の位置を数値制御装置に記憶させる。この摺動
台１の位置の検出は、固定側に設けられたリニア
スケールと、摺動台１側に設けられたリニアスケ
ール検出部とにより行なわれる。

次に、検出ヘツド支持体１１を上方に枢動させ
ても、ワークＷと干渉しない位置“14”まで接触
子２８を後退させる。次にM75がテープから数値
制御装置に読み込まれると、数値制御装置からの
指令により油圧モータ８が前とは逆に作動して、
検出ヘツド支持体１１が上方に枢動する。続い
て、数値制御装置からのＸ方向移動指令により、
第８図−ハ及び第９図に示す位置“15”（下方に
検出ヘツド支持体１１を枢動しても、センサ２５
や接触子２８がワークＷに干渉しない位置）まで
摺動台１が移動し、次にM74がテープから数値制
御装置に読み込まれると、油圧モータ８が逆に作
動して検出ヘツド支持体１１が下方に枢動し、第
８図−ニに示す測定位置に接触子２８が位置決め
される。

続いて、接触子２８がワークＷに接触してから
若干行き過ぎた位置“16”まで移動するように、
数値制御装置がＸ方向の移動指令を摺動台１に与
える。従つて、接触子２８は位置“16”に達する
前にワークＷの表面に接触し、この接触信号が発
せられた時の摺動台１の位置を数値制御装置に記
憶させ、前に検出した位置との差を求めれば、こ
の値が求めるワークＷの直径寸法になる。

次に位置“17”まで移動して、接触子２８をワ
ークＷから離す。読いてM75が読み込まれると、
油圧モータ８が作動して、第８図−ハの如く検出
ヘツド支持体１１が上方に枢動し、次に、数値制
御装置からの指令により、位置“18”、位置
“19”へ順次移動して、一連の測定サイクルが完
了する。後は、この測定データに基ずいて、目標
寸法との差の分だけ再び切削を行ない、熱変位や
工具摩耗を補正した正確な加工を行なうことがで
きる。

以上述べた如く、本考案は実施例に示された構
成に限定されるものではなく、請求の範囲に記載
された本考案の技術思想を逸脱しない範囲内での
変更は予期されるところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の数値制御旋盤の自動計測装置
の一部断面を含む正面図であつて、第２図の−
断面図である。第２図は第１図の−断面
図、第３図は第２図のＡ矢視図、第４図は第２図
の−断面図、第５図はチヤツクワーク測定用
の検出ヘツドを示す横断面図、第６図は第５図の
−断面図、第７図は第５図の−断面図、
第８図−イから第８図−ニは、検出ヘツド支持体
の測定に伴なう枢動動作を示す説明図、第９図は
測定動作を示す説明図である。第１０図はチヤツ
クワーク測定時の自動計測装置の正面図である。 図において、１……摺動台、２……ハウジン
グ、５……ベース、８……油圧モータ、１１……
検出ヘツド支持体、１９……検出ヘツド、２０…
…検出ヘツド、２５……センサ、２８……接触
子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主軸中心線に対して平行及び直角方向に移動可
   能な摺動台と、該摺動台の移動動作を制御する為
   の数値制御装置と、前記摺動台の上部に設けられ
   垂直平面内でで主軸中心線を横切る方向に揺動可
   能な検出ヘツド支持体と、該検出ヘツド支持体の
   先端に設けられ検出ヘツド支持体の揺動方向と直
   交する方向の水平面内でワークに接触して信号を
   発する単一の接触子を有する検出ヘツドと、前記
   数値制御装置の指令により作動し前記接触子が主
   軸中心と同一高さになる測定位置と主軸中心より
   も高くワークに干渉しない退避位置との間で前記
   検出ヘツド支持体を垂直平面内で主軸中心線を横
   切る方向に揺動せしめる為の動力駆動源とからな
   り、心押し台で支持されたセンターワークの直径
   上の対向点を前記測定位置と退避位置との揺動に
   より順次測定することを特徴とした数値制御旋盤
   の自動計測装置。