JPH0223300B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、工作機械、特にマシニングセンタ等
の主軸に挿着して、被測定物の寸法等を測定する
自動計測装置の改良に関するものである。

従来から、工具と同様に回転する主軸の工具挿
着孔に挿着して使用する測定工具では、測定信号
をいかにして取り出すかが問題となつている。

一例として被測定物、即ちワークを導体として
利用する接触検知方式の自動計測装置では、ベツ
ドと接触子が支持されるコラムとの間の摺動面に
できる油膜の状態により摺動後のコラムの姿勢が
変化し、接触子のワークへの接触位置が不安定で
精度上限界があつた。

また、接触による接触信号の遅れがあり、スケ
ール読取りに要する時間がかかつて正確に測定で
きないでいた。

又、摺動してきたコラムは停止指令が出された
後もいくらかの流れ量であり、これを補正する手
当がなく実際値と読取値との間にズレが発生して
いた。したがつてワーク測定の精度に一定の限界
があるという問題点があつた。

更に、測定工具に電池を内蔵する型式のもので
は、電池の寿命毎に電池を交換する手間がかかつ
たり、電池切れアラーム回路等も必要となつてい
た。

又、非接触型の装置として、測定用工具に設け
られたランプの光を、主軸頭の前端に設けられた
受光素子で検出するものであるが、照明等の外乱
によつて検出が妨げられて信号の授受が不安定と
なり信頼性に欠けるという不具合点があつた。

本発明は、上記した従来の自動計測装置の問題
点を解決したものであつて、前記した主軸装着型
の測定用工具において、測定用工具の測定子が被
測定物と接触したとき電気信号を発生する変位検
出器とこの電気信号を受けて発光する発光体と、
これら変位検出器と発光体とに電力を供給する太
陽電池と、該発光体の変調された光を検出すべく
主軸頭に設けられた受光部とを備えた、工作機械
の自動計測装置を提供するものである。

以下本発明の工作機械の自動計測装置の一実施
例について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。第１図は本発明の自動計測装置を有する横型
マシニングセンタの全体側面図である。ベツド１
上にはテーブル２が摺動可能に載置され、テーブ
ル２上に載置された割出しテーブル３上にはワー
クＷが取り付けられている。ベツド１と連結され
たベツド４上には、コラム５が前記テーブル２の
摺動方向と直角な水平方向に摺動可能に載置され
ている。コラム５の側面には、主軸頭６が上下方
向に移動可能に担持され、主軸頭６の上面には、
回転割出し可能な工具貯蔵マガジン７が載置さ
れ、所要の工具を挿着した工具ソケツトを、中間
搬送装置８によつて工具貯蔵マガジン７から取り
外して主軸軸線と平行に位置決めした後、工具交
換腕９によつて、主軸中の工具と中間搬送装置８
の工具とを入れ換える。

本発明で使用される測定用工具１０は、通常の
切削用工具とほぼ同一外形構造を有していて、工
具貯蔵マガジン７中に貯蔵され、必要に応じて、
前記中間搬送装置８と工具交換腕９によつて、主
軸中に挿着されるものである。測定用工具１０の
先端の測定子１１がワークＷと接触した位置を検
出するために、コラム５の下方後面にはリニアス
ケール１２が固定され、リニアスケール１２と対
になつたスライダ１３がベツド４側に固定されて
いる。また、コラム５の側面にはリニアスケール
１４が固定され、主軸頭６側にはリニアスケール
１４と対になつたスライダ（図示せず）が固定さ
れている。同様に、図示しないが、ベツド１とテ
ーブル２にも一対のリニアスケールとスライダが
固定されている。

第２図及び第３図は、主軸頭６の縦断面図であ
る。主軸頭６には、主軸１５が軸受１６Ａ〜１６
Ｄによつて回転可能に転承され、主軸１５の先端
には、切削工具及び測定用工具１０を受け入れる
ための工具挿着孔１７が形成されている。主軸１
５の軸心に形成された貫通孔１８内には、引張り
棒１９が主軸１５の軸線と平行に往復摺動可能に
挿嵌され、皿ばね２０によつて常時後方に引張り
こまれている。引張り棒１９の先端には、半径方
向に移動可能に３個の鋼球２１が組み込まれ、引
張り棒１９の先端部が摺動可能に嵌合するカムス
リーブ２２の内周カム面との協働作用により、前
記鋼球２１を出入りさせる。すなわち引張り棒１
９の往復移動に伴なつて、鋼球２１を半径方向に
出入りさせ、工具後端のプルスタツド２３と係合
させたり、係合を解除したりする。引張り棒１９
の前部には、常時スプリング２４によつて前方に
付勢されるロツド２５が挿嵌され、工具が工具挿
着孔１７から取り出された際前進して、鋼球２１
が落下するのを防止している。

第３図に示すように、主軸頭６の後部にはシリ
ンダ２６が固定され、シリンダ２６には、その前
側に大径のシリンダ室２６Ａと、後側に小径のシ
リンダ室２６Ｂが形成されている。シリンダ室２
６Ａには、中空のピストン２７が軸方向に摺動可
能に挿嵌されている。また、シリンダ空２６Ｂに
は、ピストン２８が軸方向に摺動加能に挿嵌さ
れ、ピストン２８と一体のピストンロツド２８Ａ
が、ピストン２７の中空部に摺動可能に挿嵌され
ている。シリンダ２６には、ピストン２７の前部
シリンダ室に連通する圧力油通路２９Ａ，ピスト
ン２７と２８との間のシリンダ室に連通する圧力
油通路２９Ｂ、ピストン２８の後部シリンダ室に
連通する圧力油通路２９Ｃが各々穿孔され、各圧
力油通路２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃに選択的に圧油
を供給することにより、ピストン２８の停止位置
を３段階に制御できる。

ピストンロツド２８Ａの先端には、押し付け棒
３０が螺合され、押し付け棒３０の先端部には、
スリーブ状の軸受メタル３１が摺動可能に嵌合
し、スプリング３２によつて常時前方に付勢され
ている。また、前記した引張り棒１９の後端に
は、軸受メタル３１が当接する軸受メタル３３が
固定されている。ピストン２８の３段階の停止位
置を確認する為、押し付け棒３０の後方ねじ部に
は、ドツグＤ−１とＤ−２がねじ込まれ、リミツ
トスイツチLS−１，LS−２，LS−３を踏むこと
により動作の確認が行なわれる。

上記したアンクランプ用シリンダ２６は、通常
の加工作業に使用する切削用工具の場合と測定用
工具１０の場合とでは、異なつた動作を行なう。
すなわち、通常の切削用工具も主軸の工具挿着孔
１７に挿着する場合には、圧力油通路２９Ｃに圧
油を供給し、圧力油通路２９Ａ，２９Ｂをタンク
側に接続すれば、ピストン２８は最も前進した位
置まで移動して、押し付け棒３０の前端面で引張
り棒１９を皿ばね２０に逆らつて押し出し、鋼球
２１をプルスタツド２３から解放する。改めて切
削用工具が挿着されると、圧力油通路２９Ａはタ
ンク側に接続されたままで、圧力油通路２９Ｂに
圧油が供給され、圧力油通路Ｃがタンク側に接続
されるので、ピストン２８は第２図及び第３図に
示す最も後退した位置まで移動し、引張り棒１９
は皿ばね２０によつて後退して、新しい切削用工
具を工具挿着孔１７にクランプする。この時、軸
受メタル３３と３１との間には隙間が出来るの
で、主軸１５が回転して加工を開始しても、発熱
等の心配は全く無い。

工具挿着孔１７に測定用工具１０が挿着された
場合には、圧力油通路Ｂはタンク側、圧力油通路
Ｃには圧油が供給されたままで、圧力油通路２９
Ａに圧油が供給されるので、ピストン２７と２８
との受圧面積の差によつて、ピストン２８は中間
位置まで後退する。これによつて、引張り棒１９
は皿ばね２０によつて後退して、測定用工具１０
を工具挿着孔１７にクランプする。

次に第４図、第５図に示す測定用工具１０の内
部構造について詳細に説明する。測定用工具１０
はヘツド３７、ボデイ３８およびシヤンク３９か
ら構成されており、ヘツド３７にはレバー機構４
０が設けられている。このレバー機構４０は前記
測定子１１が先端に取り付けられた前方テコ４１
と後述する差動トランスに当接する後方テコ４２
とからなり、前方テコ４１の中央部はピン等によ
りヘツド３７に回動自在に支持されており、前方
テコ４１の他端寄り中間部にはピン４３が突設さ
れている。後方テコ４２の一端部はピン等により
ヘツド３７に回動自在に支持されており、この回
動ピンより前方の先端部は図中下方への動きが前
方テコ４１と連動されるように前記ピン４３と当
接している。後方テコ４２の他端部寄り中間部に
はピン４４が突設されており、前方テコ４１の後
端部は図中下方への動きが後方テコ４２と連動さ
れるようにこのピン４４と当接している。更にこ
のピン４４には前方テコ４１の後端部と対抗する
ようにヘツド３７に固定された板バネ４５の一端
部が当接している。４６はヘツド３７に固定され
た変位検出器としての差動トランスであり、差動
トランス４６に摺動自在な摺動子４７が突出して
設けられている。この摺動子４７の先端部は前記
後方テコ４２の後端部と当接しており、摺動子４
７はコイルバネ４８により後方テコ４２側に常時
付勢されている。

第５図に見られるようにａ／ｂ＝ｃ／ｄとすれ
ば、測定子１１の両方向への動きに対して、前方
テコ４１、後方テコ４２を介して摺動子４７は両
方向（第５図Ａ矢印、Ｂ矢印）とも一方向へ等量
の動きをするようになつている。ボデイ３８の表
面には12枚の太陽電池４９が装着されており、ま
た赤外線発光ダイオード等からなる発光体５０が
90度等間隔に４個設けられている。ボデイ３８に
は第６図、第７図に示すような充電可能なNi−
Cd電池５１やその他の回路が構成されて内蔵さ
れており、シヤンク３９の後端にはプルスタツド
２３がねじ込まれている。シヤンク３９の中間部
には電源スイツチ５２が突設されており、このシ
ヤンク部３９はマシニングセンタの工具のシヤン
クとほぼ同一形状を有し中間搬送装置８によりマ
ガジン７から工具主軸１５に交換可能となつてい
る。

第６図、第７図はボデイ３８に内蔵された電子
回路の一例およびブロツクダイヤグラムを示す、
５３は電源回路であり、電源回路５３の一部をな
す前記太陽電池４９はバイブレータ５４に接続さ
れている。このバイブレータ５４の出力は昇圧用
のトランス５５の一次側に接続されており、その
二次側には整流トランジスタ５６及び電源スイツ
チ５２の一方の回路を介してNi−Cd電池５１が
接続されている。前記差動トランス４６の一次側
コイルに発振回路５７が、二次側コイルに整流平
滑回路５８が接続されており、一次側、二次側コ
イルの間で前記摺動子４７が摺動するようになつ
ている。この整流平滑回路５８の出力側は電圧制
御発振器５９に接続されており、この出力はパル
ス増幅器６０に入力されている。パルス増幅器６
０の出力は前記４個の発光体５０例えば赤外線発
光ダイオード（LED）に接続され、前記電源回
路５３は電源スイツチ５２の他方の回路を介して
前記差動トランス４６、電圧制御発振器５９、パ
ルス増幅器６０及び発光体５０（以下送信回路６
１という）に電力を供給している。前記主軸１５
に測定用工具１１が挿着されたとき電源スイツチ
５２の一方の回路は開、その他方の回路は閉とな
るように構成されている。又測定用工具１０が前
記マガジン７に待機しているときには電源スイツ
チ５２の一方の回路は閉、その他方の回路は開と
なり送信回路６１には電力は供給されない。しか
しながら太陽電池４９は工場内の照射、その他の
照明により発電しており、この実施例では12個の
素子が直列に設けられており、各素子の発生電圧
が0.5Vであるため、全体として略0.5×12＝6.0V
の電圧を発生している。この電圧はバイブレータ
５４により交流を発生しトランス５５により昇圧
された後、整流トランジスタ５６により整流され
た電源スイツチ５２の一方の回路を介してNi−
Cd電池を常時充電している。

主軸１５を臨む主軸頭６には第８図で示される
ように受信回路６２が取付けられており、この受
信回路６２は前記発光体５０から信号を受光体６
３例えばフオトトランジスタ（この受光体６３は
所定の増幅器も内蔵している）と、その出力が入
力される波形整形回路６４とを有している。この
波形整形回路６４の出力はケーブル線等を介して
Ｆ／Ｖコンバータ６５に接続されており、その出
力の一部はADコンバータ６６に他の一部はしき
い値設定回路６７に夫々入力されている。

６８はAND回路であり、このAND回路６８に
はＡ／Ｄコンバータの出力側と、設定回路６７に
接続された確認回路６９の出力側とが夫々接続さ
れている。AND回路６８の出力側は信号を一次
的に記憶するデータラツチ回路７０に接続されて
おり、その出力はリレー駆動回路７１に入力され
ている。リレー駆動回路７１の出力はリレー接点
信号を発生するリードリレー７２に入力されてお
り、前記確認回路６９は後述するスキツブ信号発
生のためのリレー駆動回路７３に入力されてい
る。このリレー駆動回路７３の出力はリレー接点
信号を発生するリードリレー７４に入力されてい
る。リードリレー７２の出力は２進数の16ビツト
信号でなり、演算装置８２に夫々入力されてい
る。また、リードリレー７４の出力はNC装置８
５のNCスキツブ信号入力回路に接続されてい
る。前記Ｆ／Ｖコンバータ６５、Ａ／Ｄコンバー
タ６６、AND回路６８、データラツチ回路７０、
リレー駆動回路７１、リードリレー７２及び設定
回路６７、確認回路６９、リレー駆動回路７３、
リードリレー７４は全体で機械側制御装置に構成
している。

第９図は本発明の自動計測装置の全体ブロツク
図であり、前記リニアスケール１２とスライダ１
３の相対位置は、スケール読取装置７７に入力さ
れるようになつており、その値はメモリ７８に記
憶される。７９は測定子１１の直径設定部であ
り、測定子１１の球直径寸法D₀をプリセツトす
る為のもので、事前に測定された直径はこの直径
設定部７９によりデーク演算部８０に入力されて
いる。前記リードリレー７２の出力である変位デ
イジタル信号はDi／Doインターフエイス８１及
びメモリ７８を介して同じくデーク演算部８０に
接続されており、データ演算部８０には表示用の
プリンターもしくはCRTデイスプレイ８３が接
続されるとともに、マシニングセンターを制御す
るNC装置８５も接続されている。

次に、測定子１１がワークＷの測定面と接触し
たときの作用について説明する。測定子１１の動
きは前方テコ４１、後方テコ４２を介して差動ト
ランス４６の摺動子４７に伝えられる。従つて、
直流作動型の差動トランス４６から摺動子４７の
変位に対応した直流アナログ電圧が出力される。
この電圧信号は電圧制御発振器５９によりパルス
周波数変調（PFM）され、このPFM信号は増幅
器６０により増幅され４ケ所の発光体５０を同時
に発光させる。この光は赤外線であるため目に見
えないが、工場内の照明の外乱を受けることが少
ない。発光体５０から発信されたPFM信号の赤
外線は空気中を伝播し、対向する位置に配設され
た主軸頭６側の受光体６３により受信（発光体５
０との受光体６０はマツチングの取れた組の素子
である）される。受信されたPFM信号は波形整
形器６４により伝播中に崩れた波形が整形されケ
ーブル線等を経油してNC機械側制御装置７５に
送られる。Ｆ／Ｖコンバータ６５によりPFM信
号は復調されて元の差動トランス４６の出力と同
様なアナログ電圧信号に変換される。このアナロ
グ電圧信号の一部は後に続く演算処理のためＡ／
Ｄコンバータ６６によりデジタル信号に変換され
てAND回路６８に入力され、更に一部はしきい
値設定回路６７に入力される。

測定子１１がワークＷの壁に当接すると摺動子
４７が変位し、それに対応した電圧信号が発生す
るが、この発生した電圧信号を直ちにデーク演算
部８０に取り込むわけではなく、所定の電圧、即
ちしきい値電圧以上になつたとき取込むようにす
るとともに、所望のしきい値以上でNC装置８５
へスキツプ信号を発信するようにするためであ
る。

第１０図において、横軸は差動トランス４６の
摺動子４７の変位（移動距離）であり、測定子１
１がワークＷと当接せず、前方テコ４１、後方テ
コ４２が回転しない中立点においては第１０図ｎ
点にある（メカニカル中立点）。測定子１１がワ
ークＷに当接し、なおかつ主軸頭６の流れが存在
すると測定子１１は第５図中例えばＡ矢印の方向
へ引続き変位させられる。それにつれて前方テコ
４１、後方テコ４２は回動し摺動子４７はコイル
バネ４８により図中Ａ矢印方向へ変位する。この
変位は第１０図のグラフＱでは右上方向へ移動す
る。ここで縦軸は差動トランス４６の出力電圧で
あり、摺動子４７の変位に対応した出力電圧が得
られる。

あらかじめ差動トランス４６には変位−出力電
圧の直線箇所で出力電圧が０となる位置Ｏを中心
に等距離となるよう調整しておき測定範囲Ｓとす
る。このようにすると摺動子４７のメカニカル中
立点ｎは測定範囲よりかなり負出力の側になる。
中立点ｎより少し測定範囲Ｓに寄つた所にしきい
値設定範囲Ｙを設けておき、このしきい値設定範
囲以下の場合には、即ちグラフＱ上のｎ点からｐ
点までの間では、コラム５の停止、即ち、主軸頭
６及び測定子１１の停止命令、スキツプ信号はリ
ードリレー７４から発生されないとともに、Ａ／
Ｄコンバータ６６の変位デジタル信号はAND回
路６８を通過することはない。したがつてデータ
演算部８０に変位データ信号は読み込まれない。

第１２図において、例えばワークＷの穴の中心
部に測定子１１をセツトした後に測定子１１を右
へ移動する。今例えば穴径が10mmほどの場合には
工作機械の入力用テープには余分に12mm程度の移
動距離をプログラムしておく。スキツプ信号がな
い場合はプログラム通り12mm測定子１１は移動す
るはずであるが、スキツプ信号がNC装置８５へ
発信されると工作機械はプログラムされた残りの
移動量をキヤンセルして、即ち測定子１１の移動
を停止し、次のプログラムへ移行する。このとき
測定子１１を支持する主軸頭６は惰性により右へ
僅かながら滑りながら移動する。この滑り距離
（数μ単位）は摺動子４７の変位として検出され
ている。第１０図のｐ点がNC装置８５にスキツ
プ信号を与えるしきい値電圧（変位）を表わして
おり、この値は任意に設定できる（ボリウム又は
ポテンシヨメーター等で可変に設定する）。この
設定しきい値電圧とＦ／Ｖコンバータ６５の出力
電圧信号とを確認回路６９で比較して、電圧信号
がしきい値電圧ｐ点以上となつたとき確認信号ｈ
が前記AND回路６８に入力されるが、このとき
前記デジタル信号はAND回路６８を通りデータ
ラツチ回路７０に一時的に記憶される。又確認信
号はリレー駆動回路７３により増幅された後リー
ドリレー７４に入力され、スキツプ信号を発生す
る。このスキツプ信号はNC装置８５のスキツプ
信号入力回路に入力され、主軸頭６は停止させら
れる。しかしながら前述したように測定子１１は
第１１図の矢印ｕに示すように滑り移動してお
り、前記変位電圧デジタル信号はリレー駆動回路
７１で増幅されリレー接点信号となり、Di／Do
インターフエイス８１を介してメモリ７８に入力
される。この変位電圧デジタル信号は測定子１１
とともに主軸頭６が滑つている間メモリ７８にデ
ジタル信号として読み込まれており、このデジタ
ル信号に基づいてデーダ演算部８０は主軸頭６の
滑り距離を算出する。

スケール読取装置７７からのスケールの値は滑
り距離の補正がなされるまで読み込まない。補正
の第１方法として、行き過ぎ量、即ち滑り距離は
工作機械毎に経験的に知ることができるので、あ
らかじめ主軸頭６の戻し距離に相当する数値をプ
ログムのテープに入力しておくことにぐり測定子
１１及び主軸頭６を所定距離戻すことができる
（第１１図のｋ）。その後リニアスケール１２、ス
ライダー１３の値をメモリ７８に読み込む。補正
の第２方法として、スキツプ信号をNC装置８５
が受けてからの行き過ぎ量をデータ演算部８０は
算出しているので、工作機械をどのくらいの距離
戻せばよいか判断することもできる。例えばユー
ザマクロのプログラムを組んでおくことも可能で
ある。このようにして滑り距離の補正はいずれか
の方法を選択することができる。第１１図の矢印
ｗに沿つて測定子１１を戻した後、スケール１
２、スライダー１３の値を読み込む。今ワークＷ
に設けられた穴の直径を測定する場合について述
べると、第１２図において矢印ａの方向に測定子
１１を移動させて測定子１１が図中右方の内壁に
当接するが、当接後も久らく主軸頭６は移動する
ので、測定子１１、前方テコ４１、後方テコ４２
を介して摺動子４７が変位し電圧を発生する。第
１１図において、しきい値電圧に対応する変位ｐ
点を通過するとスキツプ信号がリードリレー７４
よりNC装置８５に送信され、主軸頭６は停止す
る。しかしながら主軸頭６は惰性により滑り、所
定距離移動して止まる。同時にしきい値電圧に対
応する変位ｐ点を通過後の摺動子４７の変位がデ
ジタル信号としてリードリレー７２からデータ演
算部８０に読み込まれ最終的に停止た変位（デジ
タル信号）M₁が検出される。このデータM₁に基
づき行き過ぎを是正する方向へデータ演算部８０
から工作機械に戻り指令を発信し、前記第２の方
法により主軸頭６の戻しを行う。その結果測定範
囲Ｓ内で、主軸頭６は停止し、その位置での摺動
子４７の変位量M₂をメモリ７８からデータ演算
回路８０に読み込む。同時にリニアスケール１
２、スライダー１３上の主軸頭６の位置L₁をス
ケール読取装置７７からメモリ７８を介してデー
タ演算部８０に読み込む。前記主軸頭６の戻し量
は摺動子４７の残留変位M₂aが測定範囲Ｓに入る
ように微小距離戻すものであり、データ演算部８
０によりM₁に基づいて計算されNC装置８５に指
令することになる。

次に第１２図の矢印ｂの方向で穴径の反対側に
測定子を当接するａの方向への移動と同様に摺動
子４７の変位M₂bとこの場合のスケール座標値L₂
が得られる。したがつて、この穴の内径は Ｄ＝Ｌ−（M₂a＋M₂b）＋duとなる。

ここでＬ＝L₁−L₂であり、duは下記のように
与えられる値である。即ち、第１３図において、
doは測定子１１の球径であり、測定子１１の中
立点から球の半径両方向へ変位して差動トランス
４６の出力が０になるまでの変位を夫々δ₁、δ₂と
すると、測定に必要な測定子１１の見かけの直径
は du＝do−（δ₁＋δ₂）となる。

duは予め既知の径の穴を測定することにより
定めることができる。又各部の調整によりdu≒
０とすることも可能である。

なお、芯出し計測や穴ピツチ計測のときのよう
に穴中心位置を正確に求める場合には、前記矢印
ｂ方向への移動の途中で主軸１５を180゜回転させ
ることにより測定子１１の中心位置のズレを吸収
することができる。基準面の位置を測定する場合
にも以上述べた動作の応用で行うことができる。

なお、第１１図において測定子１１の戻し動作
を一担反対側まで過大に戻しておいてから再度逆
方向に移動させて測定範囲に近づけるようにする
こともできる。こうすることにより例えば穴径を
測定するときに両側の壁に測定子１１が当接する
際に最終測定値（M₂a、M₂b）を得るときの位置
決め方向を同一方向とすることができるので、工
作機械の位置決め精度が向上し結果として測定精
度が良くなる。

又第１２図において、穴の上下方向の位置を測
定する場合には、主軸１５を90度回転位置決めす
ることによつて可能である。測定工具１０を90度
回転させると、４ケのうちのどちらかの発光体５
０が固定された同一の受光体６３と対向すること
になり、これらの間で赤外線PFM信号の伝達が
行なわれる。

太陽電池４９は充分な広さの面積を持つてお
り、通常の室内光で充分な出力が得られ、測定用
工具１０がマガジン７に挿着中は充電されている
が、測定用工具１０の使用頻度が多くNi−Cd電
池の消耗が激しい場合には主軸頭６又はマガジン
７附近で照明をつけておくとよい。

以上の説明では、リニアスケール１２、スライ
ダー１３の方向の測定についてのみ説明したが、
同様に、他の方向のスケール、スライダーの測
定、これらに対する同一摺動子変位による微小変
位の補正も可能である。

以上説明してきたように、この発明によれば太
陽電池を有する測定工具に微小変位を保持する変
位検出器を設けるとともに、この変位に基づき主
軸頭の戻し量を正確に行なうようにした工作機械
の自動計測装置としたため、スライド部に介在す
る潤滑油等の油膜による測定誤差の発生を大幅に
減少させることができ、高精度の自動計測ができ
るという効果が得られる。また測定用工具の電池
切れによる測定ミスを殆んど無にすることができ
る。更に、赤外線PFM信号の空中伝播方式を採
用しているため、ケーブル等の工作作業の妨げに
なるものが除去され、マシニングセンタの作業能
率が向上し、工場内照明による機械の誤動作もな
くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動計測装置を装備したマシ
ニングセンタの全体側面図、第２図及び第３図は
主軸頭の一部縦断面図、第４図、第５図は本発明
の測定用工具を示す側面図、第６図、第７図は本
発明の送信回路のブロツク図、第８図は本発明の
受信回路及び機械側制御装置のブロツク図、第９
図は本発明の自動計測装置の全体の制御ブロツク
図、第１０図、第１１図は本発明の変位補正を説
明するためのグラフ図、第１２図、第１３図は測
定方法の一つを示す説明図である。 ６……主軸頭、１０……測定用工具、１１……
測定子、１５……主軸、１７……工具挿着孔、４
６……差動トランス（変位検出器）、４９……太
陽電池、５０……発光体、６３……受光部、６５
……Ｆ／Ｖコンバータ、６６……Ａ／Ｄコンバー
タ、６７……しきい値設定回路、６８……AND
回路、６９……確認回路、７０……データラツチ
回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主軸頭に回転可能に設けられ先端部に工具挿
   着孔を有する主軸と、前記工具挿着孔に挿着可能
   で先端部に測定子を有する測定用工具と、該測定
   用工具に設けられ前記測定子が被測定物と接触し
   た時電気信号を発生する変位検出器と、この変位
   検出器の信号を受けて発信する発信体と、これら
   変位検出器と発信体とに電力を供給する太陽電池
   と、該発信体の信号を検出すべく前記主軸頭に設
   けられた受信体と、この受信体の信号を処理する
   制御装置とからなる工作機械の自動計測装置。 ２ 前記変位検出器が差動トランスにより構成さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の工作機械の自動計測装置。 ３ 前記発信体が周波数変調された赤外線を発光
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の工作機械の自動計測装置。 ４ 前記発信体が周波数変調された電磁波を発生
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の工作機械の自動計測装置。 ５ 前記制御装置がデータ処理回路と、しきい値
   設定回路とを備えたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の工作機械の自動計測装置。