JPH02109659A

JPH02109659A - 接触検出装置

Info

Publication number: JPH02109659A
Application number: JP26458488A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Kosuge; 小菅　祐輔
Original assignee: Niigata Engineering Co Ltd
Current assignee: Niigata Engineering Co Ltd
Priority date: 1988-10-20
Filing date: 1988-10-20
Publication date: 1990-04-23
Anticipated expiration: 2012-05-21
Also published as: JP2612482B2

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」本発明は、工作機械の自動芯出し、自動計測及び自動工
具長測定等に使用する接触検出装置に関ずろ。

「従来の技術」従来、工作機械の自動計測等に用いられる接触検出装置
としては、変位可能な接触体と該接触体の変位を検出す
る検出手段とを設けた装置本体を有し、前記装置本体に
対して相対的に移動する被測定物がｎ１ｊ記接触体に接
触したときに、該接触体の変位を首記検出手段により検
出して前記被測定物の首記接触体への接触を検知するよ
うにしたしのが知られている。

そして、上記接触検出装置の装置本体に被測定物を接触
させる際の装置本体又は被測定物の移動速度は、下記理
由により略決まった低速度（通常６０ｍｍ／ｍｉｎ程度
であり、以下この速度を“測定速度１と呼ぶ。）にしな
ければならなかった。

（１）　　被測定物と接触体との接触により、被測定物
又は装置本体が損傷するのを防ぐため。

（２）被測定物と接触体との接触時の衝撃等により装置
本体の動作が不安定となり、装置が接触を検知する時の
被測定物の位置が測定の度に異なり、測定の繰り返し精
度が低下するのを防ぐため。

「発明が解決しようとする課題」上記従来の接触検出装置を用いて工作機械の自動計測等
を行う際、には、前述のように、装置本体又は被測定物
の移動速度（よ、工作機械の最大送り速度（通常１５ｍ
／＋ｅｉｎ程度）に比べ非常に低くしなければならない
ため、被測定物又は装置本体の移動に要する時間がかか
り、ひいては測定全体に要する時間か長くなっていた。

例えば、被測定物を移動させて被測定物の寸法を自動計
測する際に、被測定物が小さい場合には、起点から接触
検出装置の接触体まで被測定物が移動する距離が長くな
り、被測定物の移動に要する時間は非常に長くなってい
た。

本発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであって
、被測定物又は装置本体の移動に要する時間を短縮し、
ひいては測定に要する時間を短縮することができる接触
検出装置を提供することを目的としている。

「課題を解決するための手段」本発明の接触検出装置は、装置本体に対して相対的に移
動する被測定物が前記装置本体に設けられた接触体に接
触したときに、該接触体が変位するようになし、該接触
体の変位を検出することにより、前記被測定物の前記接
触体への接触を検知するようにした接触検出装置におい
て、前記装置本体に設けられ、前記装置本体と前記被測
定物との相対位置が一定の位置関係となったときに信号
を発する検出器と、該検出器の出力信号に基づいて、前
記装置本体又は被測定物の移動速度を制御する制御装置
とを具備してなることを特徴としている。

「作用」本発明の接触検出装置において、接触体は被測定物の接
触により変位する。この接触体の変位を検出することに
より接触検出装置は被測定物の接触体への接触を検知す
る。また、検出器は装置本体と被測定物との相対位置が
一定の位置関係となったときに信号を発する。この検出
器の出力信号に基づいて制御装置は装置本体又は被測定
物の移動速度を制御する。そして、この制御装置の制御
により、装置本体又は被測定物の移動速度を、装置本体
と被測定物との相対位置が、前記一定の位置関係よりら
離れている時に高速とし、前記一定の位置関係よりも近
づいている時に前記測定速度とすれば、被測定物又は装
置本体の移動に要する時間が短縮される。

「実施例」以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図により説明す
る。

第１図において、ｌは装置本体である。装置本体ｌは、
接触体２（詳細は後述する。）を有し、後述するように
、被測定物に対して相対的に移動させられ、接触体２と
被測定物との接触を検知して信号を発するものである。

この装置本体りには、図示していない配線により、制御
装置３が電気的に接続されている。この制御装置３は、
被測定物又は装置本体ｌの移動速度を制御するものであ
る。

第１図において、４は筐体である。この筺体４の内部に
はガイド５が固定されている。このガイド５は、断面円
形の内側面５ａと該内側面５ａに直角な内端面５ｂと該
内端面５ｂを形成する壁に設けられた開口部５ｃとを有
し、ボルト６により筐体４に固定されている。このガイ
ド５の開口部５ｃの中心軸線上には、前記接触体２が配
設されている。接触体２は、全体が棒状で一端に球状部
７を存する接触子８に、エアガイド９を螺着させてネジ
ｌＯにより固定し、さらに接触子８の軸線に直交して張
出すような円板状の張出部１１ａを有するロケータ１１
を取り付けてネジ１２により固定してなるものである。

この接触体２は、張出部ｌｌａがガイド５内に、接触子
８の球状部７側がガイド５の開口部５ｃより外部に突出
するように配置されている。

ここで、ａケータ１１の張出部１１ａの外周は、接触子
８の中心軸線上にその中心Ｘを有し、その直径ｄかガイ
ド５の内径よりも僅かに小さい球面ａの、ガイド５の内
端面５ｂ側の端部には、環状突起ｔｔｂが、接触子８の
軸を中心として円環状に設けられている。さらに、ロケ
ータ■１の、接触子８の球状部７と反対側の端部には、
接触子８の軸を中心軸とする円錐状の端面１１ｃを有す
る玉受部ｌｉｄが形成されている。

また、筺体４には、接触子８の球状部７と反対側に、ガ
イド５の略中心軸線上に位置して、ロッド（移動体）！
３が配設されている。ロッド１３は、角柱状のロッド本
体部１３ａと、その一端に設けられ円錐状の端部１３ｂ
を有する玉受部１３ｃよすなっている。このロッド１３
は、玉受１１３ｃの円錐状端部１３ｂの中心軸がガイド
５の軸に一致するように、第３図に示すように、ローラ
ガイド１４により、軸方向に移動自在に取り付けられて
いる。そして、このロッド１３の玉受部１３ｃとロケー
タ１１の玉受部１１ｄとの間には球体１４ａが介装され
ている。

また、筺体４には、ロッド１３を貫通させるようにして
、支持板１５が、ボルト１６により固定されている。そ
して、ロッド１３のロッド本体部１３ａのロケータ１１
と反対側の端部には、可動板Ｉ７が固定されている。こ
の支持板Ｉ５と可動板１７との間には、支持板１５に取
り付けられたフック１８と可動板１７に螺着されたネジ
フック１９との間に引っ掛けて、引張バネ２０が取り付
けられている。この引張バネ２０は、ロッド１３をロケ
ータ１１の方向に付勢すると共に、球体１４ａを介して
ロケータ１１を第１図中左方へ付勢し、ロケータ１１の
張出部１１ａに形成された環状突起１１ｂの端部をガイ
ド５の内端部５ｂに押し付けるものである。

ここで、ネジフックＩ９は、そのネジ込み爪により引張
バネ２０の伸び攪を調整した後、ナツト２１により固定
されている。

さらに、支持板１５には、スイッチホルダー２２が固定
されている。このスイッチホルダー２２には、スイッチ
２３が、その接触子２３ａが可動板Ｉ７の方向に向くよ
うに螺着され、ナツト２４により固定されている。そし
て、可動板１７のスイッチ２３の接触子２３ａに対向す
る位置には、スイッチドライブネジ２５が螺着されてい
る。このスイッチドライブネジ２５は、前記張出部１１
ａに形成された環状突起１１ｂが、ガイド５の内端面５
ｂに押し付けられ、この環状突起１１ｂが内端面５ｂに
円環状に接するようにロッド１３が位置している時に、
その先端がスイッチ２３の接触子２３ａに接触するよう
に、そのネジ込み量を調整された後、ナツト２６により
固定されている。

また、筐体４内には、非接触式位置検出器２７が設けら
れている。非接触へ位置検出器２７は、一端に受発光部
２８ａを、内部に発光素子と受光素子を有する検出器本
体２８と、リード線２９とよりなる。この非接触式位置
検出器２７は、受発光部２８ａより発生させた光が、装
置本体ｌの接触体２に接近した被測定物に当たって反射
し、再度受発光部２８ａに入射したのを検出することに
より、被測定物が装置本体ｌの接触体２に接近した事を
検知して、リード線２９より外部に信号を発するもので
ある。また、この非接触式位置検出器２７は、第１図に
示すように、支持台３０に固定された上で筐体４に取り
付けられ、支持台３０を自転させて非接触位置検出器２
７の向きを調節した後、支持台３０をネジ３１により固
定することにより、筺体４に固定されている。そして、
この非接触式位置検出器２７及び支持台３０等は、第２
図に示すように、筺体４内の周縁部に四つ環状配置され
ている。また、筐体４には、この非接触式位置検出器２
７の受発光部２８ａをそれぞれ覆うように位置させて、
ガラス板３２が四つ取り付けられている。

また、筐体４の外側面には、空気導入口３３が形成され
ている。この空気導入口３３は、装置に付着した切粉、
切削油等の異物を除去するための空気又は油分等を含ん
だ空気を適時導入するものである。そして、この空気等
は筺体４に形成された孔３４により、筺体４に孔３４の
端部に位置させて取り付けられているプレーンエアガイ
ド３５内に流入するものと、筐体４に形成された孔３６
により孔３４より分岐して、ガイド５と筐体４との間に
介在させるようにして設けられたラジアルエアガイド３
７内に流入するものとの二系統に分かれるようになって
いる。そして、前者の空気等は、前記プレーンエアガイ
ド３５と筐体４とにより形成された絞り部３８より流出
して、ブレーンエアガイド３５に形成された張出部３５
ａと、該張出部３５ａと筺体４の間に介装されたアーク
エアガイド３９とにより方向を決められて、ガラス板３
２に向かうようにされている。また、後者の空気等は、
ラジアルエアガイド３７の内側でロケータ１１を取り巻
く部分に設けられたベローズ４０を経由して、接触体２
に形成された流通路２ａを通り、接触子８とエアガイド
９とで形成された絞り部４１より流出し、エアガイド９
に形成された突起部９ａにより方向を決められて、接触
子８の球状部７に向かうようにされている。

また、接触体２がガイド５の開口部５ｃより突出する部
分には、開口部５ｃを覆うように、ゴムカバー４２が設
けられている。ゴムカバー４２は、筺体４内の装置の要
部に、切粉、切削油等の異物が侵入するのを防ぐもので
ある。このゴムカバー４２は、ガイド５に、カバー°押
さえ４３とホルト４４により固定されている。

一方、前記制御装置３は、装置本体ｌに設けられた非接
触式位置検出器２７のリード線２９と電気的に接続され
、該非接触式位置検出器２７の出力信号に基づいて、装
置本体ｌ又は非測定物の移動速度を制御するものである
。そして、この制御装置３は、装置本体ｌ又は非測定物
の移動速度を、非接触式位置検出器２７が信号を出力し
た時に、１１ｎ記測定速度とし、非接触式位置検出器２
７が信号を出力していない時に、高速とするようにされ
ている。ここで、測定速度は、前述のように、６０ｍｍ
／ｇＡｉｎ程度が好ましい。また、前記非接触式位置検
出器２７が信号を出力していない時の装置本体１又は非
測定物の移動速度は、設備の最高速度（例えば、工作機
械の主軸の最高送り速度は１５ｍ／ｍｉ１程度である。

）が好ましい。

つぎに、上記の構成からなる接触検出装置の動作につい
て説明する。

今、被測定物が接触子８に接触していない時には、バネ
２０の付勢により、ロケータＩＩの張出部１１ａの端面
の環状突起１１ｂは、ガイド５の内端面５ｂに円環状に
接している。

そして、第１図に示すように、接触子８の軸線に直角な
方向から、被測定物４５が接近し、接触子８の球状部７
に接触すると、ロケータ１１は、その張出部１１ａの端
面の環状突起１１ｂにおいて被測定物が接した側のみを
残して他の部分は、ガイド５の内端面５ｂから離れるよ
うにして、回動する。これにより、ロツ友′１３は、球
体１４ａを介して、第１図において右側に移動させられ
る。このロッド１３の移動により、スイッチドライブネ
ジ２５は、スイッチ２３の接触子２３ａから離れ、スイ
ッチ２３か信号を発し、被測定物の接触子８への接触が
検知される。

この時、被測定物４５又は装置本体ｌは、制御装置３の
制御により、第１図において、被測定物が装置ｌに対し
て符号４５′で示す位置になるまでは、高速で移動する
。そして、第１図において被測定物４５が装置１に対し
て符号４５′で示す位置に到達すると、非接触式位置検
出器２７が信号を出力し、制御装置３かこの信号を受け
て被測定物４５又は装置本体ｌの移動速度を測定速度に
切り替える。つまり、被測定物４５又は装置本体１の移
動速度は、被測定物４５と装置本体ｌの接触子８との間
が、第１図において被測定物４５が装置ｌに対して符号
４５′で示す位置関係にある時よりし接近している時だ
け測定速度となり、その他の時には、設備等により許さ
れる最高速度とすることができる。このため、測定時に
被測定物４５又は装置本体１の移動に要する時間を従来
に比べ短縮することができる。

一方、上記の動作において、空気導入口３３からは、適
時空気等が送り込まれる。これにより、接触子８の球状
部７又はガラス板３２に付着した切粉、切削油等の異物
は、空気等により適時吹き飛ばされ゛、除去される。し
たがって、接触子８と被測定物の間に異物が噛み込んで
、測定不良となったり、ガラス板３２に付着した異物が
、前記非接軸式位置検出器２７の受発光部２８ａをさえ
ぎってしまい、前記非接触式位置検出器２７が誤動作を
起こしたりすることがない。

なお、本実施例においては、接触子８の先端を球状とし
たが、例えばドリル等の切削工具の長さを計る場合には
、先端がとがっているため、これを接触させる際の位置
ずれやすべりにより、測定誤差か生じる可能性がある。

このような時には、接触子８の先端を立方体状としても
良い。

なおまた、本実施例の接触検出装置の装置本体ｌを静止
した被測定物に対ζて移動させて用いる場合には、工作
機械の自動工具交換に用いるシャンク等を筺体４に固定
し、これにより装置本体ｌを工作機械の主軸等に取り付
ければ良い。

「発明の効果」本発明の接触検出装置においては、被測定物又は装置本
体の移動速度は、被測定物と装置本体との相対位置が、
一定の位置関係にある時よりら接近している時だけ測定
速度とし、その他の時には、設備等により許される最高
速度とすることができる。このため、測定時に被測定物
又は装置本体の移動に要する時間を従来に比べ短縮する
ことができる。したがって、本発明の接触検出装置を用
いれば、工作機械の自動計測等の測定時間を従来に比べ
短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の実施例を示す図であって、第
１図は接触検出装置の主要部の断面図、第２図は第１図
の■矢視図、第３図は第１図の■−■断面視図である。ｌ・・・・・・装置本体、２・・・・・・接触体、３・
・・・・・制御装置、２７・・・・・・検出器（非接触式位置検出器）、４５
．４５’　・・・・・・被測定物。

Claims

【特許請求の範囲】

装置本体に対して相対的に移動する被測定物が前記装置
本体に設けられた接触体に接触したときに該接触体が変
位するようになし、該接触体の変位を検出することによ
り、前記被測定物の前記接触体への接触を検知するよう
にした接触検出装置において、前記装置本体に設けられ
、前記装置本体と前記被測定物との相対位置が一定の位
置関係となったときに信号を発する検出器と、該検出器
の出力信号に基づいて、前記装置本体又は被測定物の移
動速度を制御する制御装置とを具備してなる接触検出装
置。