JPS63237857A

JPS63237857A - ドリル自動割り出し装置

Info

Publication number: JPS63237857A
Application number: JP7119187A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Sato; 隆博佐藤
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1987-03-25
Filing date: 1987-03-25
Publication date: 1988-10-04
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPH0739071B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、例えばドリルの研削等に用いられドリルの
割り出しを自動的に行うことのできろドリル自動割り出
し装置に関するものである。

「従来の技術」一般に、ドリルの研削を行うには、その研削位置を割り
出す作業が必要である。この作業は、ドリルを主軸に保
持し、作業者が顕微鏡をのぞきながらドリルを回転させ
、割り出しを行っていた。

ところが、この方法では、人手を要するばかりか、作業
者によって割り出し精度がばらつき、さらに作業者が長
時間顕微鏡をのぞかなければならないことから、作業者
が疲労しやすいという欠点があった。そこで、本願出願
人は、「実願昭６０−４１３２０：自動ドリル先端加工
機」において、画像処理装置を用いて自動的に割り出し
を行う加工機を提案した。この加工機は、主軸にドリル
を保持し、このドリル先端部の映像をカメラを通して画
像処理装置に送り、予め記憶されている基窄形状と比較
して、前記主軸を回転制御し、所定の割り出しを行うも
のである。

「発明が解決しようとする問題点」ところで、上記のような画像処理装置を用いて割り出し
を行う方法は、自動化はできるものの、画像処理装置自
体が高価であるという問題点があった。また、画像処理
装置は、処理すべき情報量が膨大であることから処理時
間が長く、このため割り出しのサイクルタイムが長くな
ってしまうという問題点もあった。

「問題点を解決するための手段」この発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、回転装置により回転せしめられるとともにドリル
を保持する主軸部と、この主軸部の回転角を検出する角
度検出器と、前記ドリルの側方に配設され、先端部に発
光部と受光部とを有し、前記発光部からの光を前記ドリ
ルに反射させてその反射光を前記受光部で受光するよう
になされ、前記受光部の受光量が少ない時第１の出力信
号を出力し、受光量が多い時第２の出力信号を出力する
オプトセンサと、前記ドリルを回転した際に、前記角度
検出器からの出力情報と、前記オプトセンサからの出力
情報とを入力して、前記オプトセンサの出力情報が第１
の出力信号となっている角度区間の中央値を割り出し角
として算出し、前記回転装置を制御して前記割り出し角
に前記ドリルを位置決めする制御装置とを備えた構成と
されている。

「作用」この発明は、回転装置により回転せしめられるとともに
ドリルを保持する主軸部と、この主軸部の回転角を検出
する角度検出器と、前記ドリルの側方に配設され、先端
部に発光部と受光部とを有し、旧記発光部からの光を前
記ドリルに反射させてその反射光を前記受光部で受光す
るようになされ、前記受光部の受光量が少ない時第１の
出力信号を出力し、受光量が多い時第２の出力信号を出
力するオプトセンサと、前記ドリルを回転した際に、前
記角度検出器からの出力情報と、前記オプトセンサから
の出力情報とを入力して、前記オプトセンサの出力情報
が第１の出力信号となっている角度区間の中央値を割り
出し角として算出し、前記回転装置を制御して前記割り
出し角に前記ドリルを位置決めする制御装置とを備えて
いるから、安価なオプトセンサで割り出しを行うことが
でき、したがって装置のコストを低く抑えることができ
る。また、画像処理装置と比較して演算処理が容易で、
処理時間が短くてすみ、したがって割り出しのサイクル
タイムを短縮することができる。

「実施例」以下、この発明の一実施例について第１図ないし第４図
を参照して説明する。

第１図は、この発明に係るドリル自動割り出し装置を示
す図である。このドリル自動割り出し装置は、ドリルを
保持する主軸部１１を備えている。

この主軸部１１には、減速歯車１２を介してサーボモー
ター（回転装置）１３が接続されており、このサーボモ
ーター１３には、回転角を検出するロータリーエンコー
ダ（角度検出器）１４が設けられている。一方、前記主
軸部１１にはコレットヂャック１５を介してドリル１６
が保持されている。

このドリル１６の側方には、オプトセンサ１７が設けら
れている。このオプトセンサ１７は、先端部１８に発光
部と受光部とを有している。前記オプトセンサ１７は、
第２図（ａ）に示すように、前記発光部からの投光方向
が前記ドリルの軸線Ｐに対して若干ずれるように、前記
先端部１８を前記ドリル１６に向けて配設されている。

このようなオプトセンサ１７は、前記発光部からの光を
前記ドリルＩ６に反射させ、その反射光を前記受光部で
受光するようになっている。そして、このオプトセンサ
１７は、第２図（ａ）に示すように、発光部からの光の
光路上にドリルが存在Ｕ−ず、したがって反幇光の受光
量が一定量より少ない場合には、０ＦＦ（第１の出力信
号）を出力するようになされており、また第２図（ｂ）
および第２図（ｃ）に示すように、発光部からの光の光
路上にドリルが存在し、したがって反射光の受光１が一
定１より多い場合には、ＯＮ（第２の出力信号）を出力
するようになされている。

前記オプトセンサ１７および前記ロータリーエンコーダ
ー１４には、制御装置＋９か接続されている。この制御
装置Ｉ９は、前記オプトセンサ１７およびロータリーエ
ンコーダー１４からの出力情報が入力されるとともに、
この情報をもとに割り山し角を算出し、前記制御装置１
９に接続された前記サーボモーター１３に対して割り出
しをするための命令を出力するようになっている。

このようなドリル自動割り出し装置の割り出しは次のよ
うに行なわれる。

まず、主軸１１にコレットヂャック１５を介してドリル
１６を装着する。

次に、サーボモータ１３を駆動さ仕、ドリル１６を１回
転以上回転させて、ドリル１６を定速状態にした後、前
記オプトセンサ１７を作動させる。

すると、オプトセンサ１７はその先端部１８の発光部か
ら光を投光するとともに、受光部で受光量を測定する。

ここで、第２図（ａ）に示すように、発光部からの光の
光路上にドリルが存在せず、したがって反射光の受光量
が一定量より少ない場合には、前記オプトセンサ１７は
０ＦＦ（第１の出力信号）を出力する。また、第２図（
ｂ）および第２図（ｃ）に示すように、発光部からの光
の光路上にドリルが存在し、したがって反射光の受光量
が一定量より多い場合には、前記オプトセンサ１７はＯ
Ｎ（第２の出力信号）を出力する。このようにして出力
される信号は、第３図に示すような出力波形２１になる
。そして、前記制御装置■９は、前記出力波形２１をメ
モリに記憶する。

一方、前記サーボモータ１３に取り付けられたロータリ
ーエンコーダー！４からは、第３図に示すような出力波
形２２が出力され、この出力波形２２も制御装置１９の
メモリに記憶される。

次に、前記制御装置１９において、前記出力波形２１と
前記出力波形２２とから、前記出力波形２１のＯＮから
Ｏ’ＦＦ’に変化する時点の第１の角度２１ａとＯＦＦ
’からＯＮに変化する時点の第２の角度２１ｂとの中点
位置の割り出し角度２１ｃを算出する。

そして、前記サーボモータ１３を駆動させ、前記ロータ
リーエンコーダー１４の角度が、演算された割り出し角
度２１ｃになったら、サーボモータ１３を停止し割り出
しを完了する。

なお、別種のドリルの割り出しを行う場合には、その切
屑排出溝のピッチに応じて、前記センサの軸方向の位置
を調整すればよい。

以」二のように、上記ドリル自動割り出し装置にあって
は、サーボモータ１３によって回転されドリル１６を保
持する主軸部１１と、この主軸部１１の回転角を検出す
るロータリーエンコーダー１４と、先端部１８に発光部
と受光部とを有し、前記発光部が前記ドリル１６に向け
て配設されたオプトセンサ１７と、前記オプトセンサＩ
７の出力信号がＯＦＦとなっている角度区間の中央値を
割り出しｆＪ＋　２１　ｃとして算出し、前記サーボモ
ータ１３を制御して前記割り出し角２１ｃに前記ドリル
１６を位置決めする制御装置１９とを備えているから、
安価なオプトセンサ１７で割り出しを行うことができ、
したがって装置のコストを低く抑えることができる。ま
た、画像処理装置と比較して演算処理が容易で、処理時
間が短くてすみ、したがって割り出しのザイクルタイム
を短縮することができる。さらに、割り出し作業を機械
化することができ、無人運転が可能となる。

また、上記のドリル自動割り出し装置にあっては、温度
によってオプトセンサ１７の光電変換特性が変わっても
正確な割り出しを行うことができる。これは以下のよう
な理由による。

オプトセンサ１７の受光部の受光角は０°ではなく、あ
る程度の角度を有している。このため、オプトセンサ１
７の受光部の直前を、ランド部１６ｂと切屑排出溝１６
ａとの境界部が通過する際には、その受光ｍは突然変化
するわけではなく、ある傾きをもって変化する。したが
って、第４図に示すように、オプトセンサ１７によって
検出された受光量の波形２３には、傾斜部２３ａか形成
される。

ところが、このままではデジタル処理ができないため、
一定の明るさＱを境としてＱ以下の明るさの部分をＯＦ
Ｆとし、０以上の明るさの部分をＯＮとして波形を変換
し、矩形状の出力波形２１として制御装置１９に出力し
ている。

ところで、前記オプトセンサ１７の光電変換特性は温度
によって変化する。このため、オプトセンサ１７によっ
て直接検出された受光量の波形２３は、符号２４で示す
波形および符号２５で示す波形にずれてしまい、その結
果、矩形状の出力波形も符号２６で示すような波形およ
び符号２７で示すような波形にずれてしまう。したがっ
て、割り出し角度に誤差がでる可能性がある。

ところが、このドリル自動割り出し装置にあっては、Ｏ
ＮからＯＦＦに変化する第１の角度２ＩａとＯＦＦから
ＯＮ変化する第２の角度２１ｂの中点位置を割り出し角
度２１ｃとしている。したがって、前記誤差が生じたと
しても、この誤差は中点位置に対して対称に生じるため
、割り出し角度２１ｃには影響を及ぼさない。このよう
なことから、上記ドリル自動割り出し装置にあっては、
温度変化ににってオプトセンサ１７の光電変換特性に変
化が生じてら、正確な割り出しを行うことができるので
ある。

なお、上記実施例においては、回転装置としてサーボモ
ータを採用しているが、これに限る必要はなく、ステッ
ピングモーター等でもよい。

また、上記実施例においては、角度検出器としてロータ
リーエンコーダーを採用しているが、これに限る必要は
なく、ポテンショメータ等でもよい。

「発明の効果」以上に説明したように、この発明によれば、回転装置に
より回転せしめられるとともにドリルを保持する主軸部
と、この主軸部の回転角を検出する角度検出器と、前記
ドリルの側方に配設され、先端部に発光部と受光部とを
有し、前記発光部からの光を前記ドリルに反射させてそ
の反射光を前記受光部で受光するようになされ、前記受
光部の受光量が少ない時第１の出力信号を出力し、受光
量が多い時第２の出力信号を出力するオプトセンサと、
前記ドリルを回転した際に、前記角度検出器からの出力
情報と、前記オプトセンサからの出力情報とを入力して
、前記オプトセンサの出力情報が第１の出力信号となっ
ている角度区間の中央値を割り出し角として算出し、前
記回転装置を制御して前記割り出し角に前記ドリルを位
置決めする制御装置とを備えているから、割り出し装置
自体を安価にすることができるとともに、割り出しのサ
イクルタイムを短くすることができるという効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略図、第２図は第１
図中■−■線に沿う矢視断面図、第３図はロータリーエ
ンコーダーからの出力波形とオプトセンサからの出力波
形とを示す図、第４図はオプトセンサの光電変換特性が
変化したときのオプトセンサが検出する受光量の波形と
オプトセンサが制御装置に出力する波形とを示す図であ
る。１１・・・・・・主軸部、１３・・・・・・サーボモー
タ（回転装置）、１４・・・・・・ロータリーエンコー
ダー（角度検出器）、１６・・・・・・ドリル、Ｉ７・
・・・・・オプトセンサ、Ｉ８・・・・・・先端部、１
９・・・・・・制御装置。

Claims

【特許請求の範囲】

回転装置により回転せしめられるとともにドリルを保持
する主軸部と、この主軸部の回転角を検出する角度検出
器と、前記ドリルの側方に配設され、先端部に発光部と
受光部とを有し、前記発光部からの光を前記ドリルに反
射させてその反射光を前記受光部で受光するようになさ
れ、前記受光部の受光量が少ない時第１の出力信号を出
力し、受光量が多い時第２の出力信号を出力するオプト
センサと、前記ドリルを回転した際に、前記角度検出器
からの出力情報と、前記オプトセンサからの出力情報と
を入力して、前記オプトセンサの出力情報が第１の出力
信号となっている角度区間の中央値を割り出し角として
算出し、前記回転装置を制御して前記割り出し角に前記
ドリルを位置決めする制御装置とを備えたことを特徴と
するドリル自動割り出し装置。