JPS6125929Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は工作機械の軸移動を利用して工具の刃
先位置を自動的に出入りさせる工具補正装置に関
するもので、その目的とするところは、工具を補
正するための特別な駆動装置を用いないで、工具
の刃先位置を自動的にせり出し、かつ引込ませる
ことができる工具補正装置を提供することであ
る。

一般に、中ぐりクイル等に用いられる工具補正
装置は、半径方向に位置調整可能に保持された工
具に偏心カム機構およびラチエツト機構等を介し
て作動軸を連結せしめ、この作動軸を固定部に設
けた駆動装置によつて一定ストローク押込み、こ
の押込み回数に応じた量だけ工具の刃先位置を補
正するようにしている。

しかしながら、上記したような従来装置におい
ては、工具をせり出すために特別に駆動装置を必
要とするとともに、工具の摩耗量によつては数回
に亘つて作動軸を押込み操作しなければならない
ために工具補正に要する時間が長くなり、しかも
ラチエツト機構等により刃先位置の自動復帰がで
きない問題がある。

本考案は上記した従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、以下その実施例を接触検出装置を用い
て工具の刃先位置を補正する例につき図面に基い
て説明する。第１図は工具補正機能を有する数値
制御工作機械の構成を示す全体図で、機械本体１
と数値制御装置２と接触検出回路３と演算制御装
置４とによつて構成されている。

１０は機械本１のベツドで、このベツド１０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はベツド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
ツド１０の後端部に取付けられたサーボモータ１
５と、コラム１３の上部に取付けられたサーボモ
ータ１６とによつてＹ軸方向およびＺ軸方向に移
動されるようになつている。これらのサーボモー
タ１４〜１６はドライブユニツト６を介して数値
制御装置２に接続され、数値制御装置２から出力
される分配パルスによつて回転駆動されるように
なつており、これによつて工作物Ｗと主軸頭１２
との相対位置が制御される。

１７は主軸頭１２に軸架され主軸頭の後端部に
取付けられた主軸モータ１８によつて回転駆動さ
れるスピンドルで、工作物Ｗを中ぐり加工する場
合にはこのスピンドル１７に工具補正機構を内蔵
する中ぐり用工具ホルダ３０が図略の工具交換装
置によつて装着される。また、主軸頭１２の先端
外周部には、電流検出抵抗R₁を介して交流電源
１９に接続された接触検出用のコイル２０が配設
されており、スピンドル１７の周囲を取巻くよう
な磁束を発生している。このため、工具ホルダ３
０の先端がテーブル１１に固着した当接ブロツク
２５等に接触すると、第１図に破線で示す誘導電
流路を介して誘導電流が流れ、コイル２０のイン
ピーダンスを低下させる。コイル２０のインピー
ダンスが低下すると励磁電流が増大し、抵抗R₁
の両端に発生する電圧が増加するため、接触検出
回路３に高い電圧信号が与えられるようになる。
接触検出回路３はこの電圧信号の増加によつて前
記当接ブロツク２５等と工具ホルダ３０とが接触
したことを検出するようになつており、接触が検
出されると接触検出信号TDSを送出する。

数値制御装置２はテープリーダTRにて読込ま
れる紙テープ２１にプログラムされた数値制御指
令に基づいて各軸へパルス配分を行い、これによ
つて工作物Ｗの加工を行うもので、紙チープ２１
にプログラムされるＭコードのデータを出力する
出力端子と、外部からの動作指令を受けいれるた
めの端子とが設けられている。

前記数値制御装置２から出力されるＭコードの
データは、Ｍコードを解読するデコーダ２２に与
えられるようになつており、このデコーダ２２か
らＭコードに応じた種々の補助機能命令が出力さ
れる。このデコーダ２２から出力される補助機能
命令の多くは図略のリレー制御回路に与えられて
切削油供給弁のオンオフ等の制御が行われるが、
これらの補助機能命令の内、工具補正動作を指令
するＭ５０の補助機能命令は演算制御装置４に与
えられるようになつている。

演算制御装置４は前記したように数値制御装置
２から出力される補助機能命令に応じて工具補正
動作を行うもので、マイクロコンピユータ等によ
つて構成されている。この演算制御装置４は補助
機能命令が与えられると、数値制御装置２を手動
モードに切換えてドライブユニツト６へ直接分配
パルスを送出するようになつている。

第２図におよび第３図は工具補正機構を内蔵し
た工具ホルダ３０を示し、この工具ホルダ３０は
前記スピンドル１７にテーパ嵌合されるシヤンク
部３１と、このシヤンク部３１の先端に一体的に
形成された工具取付部３２とよりなり、この工具
取付部３２の外周には、先端に切削刃３３を有す
る工具３４の基部がボルト３５によつて固着さ
れ、この工具３４には切削刃３３部が半径方向に
撓み得るようにスリツト３６が形成されている。
また工具取付部３２には所定の間隔を存して一対
の作動軸３７，３８がそれぞれ軸線方向に摺動可
能に嵌装され、これら作動軸３７，３８の各一端
は工具取付部３２の先端より外部に突出されてい
る。一対の作動軸３７，３８の相対向する面には
ラツク歯３７ａ，３８ａがそれぞれ形成され、こ
の両ラツク歯３７ａ，３８ａに噛合するピニオン
３９が工具取付部３２に回転可能に軸承されてい
る。かかるピニオン３９と同軸上には偏心円板状
の補正カム４０が設けられ、この補正カム４０の
外周カム面４０ａに前記工具３４の撓み部が弾性
力により圧接されている。

上記した構成により、一方の作動軸３７が押動
されると、この作動軸３７の直線運動はラツクピ
ニオン機構により回転運動に変換されて補正カム
４０を第３図の矢印方向に回転せしめ、これによ
つて工具３４の切削刃３３を半径方向に突出せし
め、また他方の作動軸３８が押動されると、補正
カム４０が反矢印方向に回転されて工具３４の切
削刃３３を半径方向に引込めるようになつてい
る。しかして切削刃３３の半径方向移動量は補正
カム４０の回転角、すなわち作動軸３７，３８の
押動量に比例して制御される。

前記工具取付部３２の先端部には定められた外
径寸法からなる接触ヘツド４１が形成され、この
接触ヘツド４１を工作物加工穴の直径方向に相対
移動させ、その時の加工穴内周面に接触するまで
のテーブル１１のＸ軸方向の移動量より加工穴の
径を求め、さらにこの加工径と実際の工具３４の
指令値との差を演算することにより工具３４の摩
耗量を測定することができる。

次に上記したように構成された本考案装置の動
作について説明する。

まず一定角度位置に停止されている主軸１７の
テーパ穴に中ぐり工具ホルダ３０のシヤンク部３
１が工具交換装置により装着される。続いて主軸
１７が図略の駆動モータにより回転駆動され、工
具３４により工作物Ｗの加工穴を中ぐり加工す
る。中ぐり加工が終了すると、接触ヘツド４１を
加工穴の直径方向に相対移動させて穴径を測定
し、その測定結果に基いて切削刃３３の摩耗量が
測定され、この摩耗量は補正値として図略のレジ
スタに記憶される。

続いて数値制御装置２が工具補正動作を命令す
る補助機能Ｍ５０を読込むと、この命令はデコー
ダ２２にて伴別されて演算制御装置４に与えられ
る。演算制御装置４はこの命令に基づき第５図に
示すフローチヤートに基づいて工具補正動作を行
う。

すなわちこの演算制御装置４は先ず工具３４の
補正値を前記レジスタより読出し、この補正値に
基いて工具補正の要否と判別し、工具補正が不要
であると判別された場合には補助機能完了信号
MFINを送出して次動作に移行する。

しかしながら、工具補正が必要であると判別さ
れた場合には、数値制御装置２の運転モードをテ
ープ運転から手動運転に切換え、数値制御装置２
は外部から与えられる指令パルスを指定された軸
に分配する。すなわち、まずコラム１３、主軸頭
１２およびテーブル１１の相対的軸移動によつて
第４図Ａに示すように工具ホルダ３０の一方の作
動軸３７がテーブル１１の当接ブロツク２５に対
向する工具補正準備位置Y₁に位置決めする。続
いてコラム１３をＺ軸方向に移動させ、前記一
方の作動軸３７がテーブル１１の当接ブロツク２
５に接触して接触検出回路３より接触検出信号
TDSが出力されると、その移動を停止させる。
しかる後前記レジスタに記憶された補正値をカウ
ンタにセツトし、Ｚ軸に指令パルスを分配する毎
にカウンタの内容を減算してカウンタが零になる
までコラム１３をＺ軸方向に移動させる。これ
により一方の作動軸３７は工具３４の摩耗量に応
じた量だけ工具ホルダ３０に対して相対的に押動
され、工具３４の切削刃３３を摩耗量分だけ半径
方向に突出させる。カウンタの内容が零になつた
ことが半別されると、工具ホルダ３０をプログラ
ム上の点まで復帰させ、しかして数値制御装置２
の運転モードを再びテープ運転に切換えるととも
に、補助機能完了信号MPIN送出し、工具補正動
作を完了する。

また工具ホルダ３０に内蔵された工具補正機構
を原位置に復帰させる場合には、第４図Ｂに示す
ように工具ホルダ３０を他方の作動軸３８が当接
ブロツク２５に対向する工具戻し準備位置Y₂に
位置決めし、前述したと同様にして他方の作動軸
３８と当接ブロツク２５との接触が検出された位
置より作動軸３８を所定量押動させることによ
り、工具３４の自動復帰が行える。

また、一対の作動軸３７，３８による工具３４
の突出、引込み操作は、例えば工作物Ｗを試し削
りし、その加工穴径の測定に基いて工具３４を何
れかの方向に必要な量だけ補正する場合にも適用
できる。

以上述べたように本考案によれば、工作機械の
軸移動を利用して工具を補正するようになつてい
るので、特別な駆動装置を必要とせず、しかも一
対の作動軸を選択的に押動させることにより、工
具を半径方向に突出させたり引込めたりできるの
で、きわめて有利である。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は
工具補正機能を有する工作機械のシステム構成を
示す図、第２図は工具ホルダの断面図、第３図は
第２図の−線矢視断面図、第４図は工具補正
状態を示す動作説明図、第５図は工具補正動作を
示すフローチヤートである。 １１……テーブル、１２……主軸頭、１３……
コラム、１４，１５，１６……サーボモータ、１
７……スピンドル、２５……当接ブロツク、３０
……工具ホルダ、３４……工具、３７，３８……
作動軸、３７ａ，３８ａ……ラツク、３９……ピ
ニオン、４０……補正カム。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 工作機械のスピンドルに装着される工具ホルダ
   に工具を半径方向に位置調整可能に保持し、前記
   工具ホルダに一対の作動軸を摺動可能に嵌挿して
   これら作動軸を工具ホルダより突出させ、また工
   具ホルダに前記一対の作動軸の一方が押動される
   ことにより一方向に回転されて前記工具を半径方
   向に突出させまた一対の作動軸の他方が押動され
   ることにより前記と逆方向に回転されて工具を半
   径方向に引込ませる補正カムを回転可能に設け、
   また前記スピンドルと相対移動可能なテーブル等
   に前記作動軸に当接可能な当接部材を設け、この
   当接部材と作動軸とを当接せしめた状態で前記ス
   ピンドルとテーブル等とを所定量相対移動させて
   前記作動軸を工具ホルダに対して押動せしめる補
   正制御装置を備えたことを特徴とする工作機械に
   おける工具補正装置。