JPH0334561B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は工具スピンドルに連結可能で調整工
程中回転していて且つ被加工物に関して送達可能
で被加工物縁との接触を電気的に捕らえ且つ表示
する、円筒状キーを持つキーヘツドによつて被加
工物縁と切削工作機械の工具スピンドルの軸との
間の相対位置を正確に設定するための装置に関す
る。

加工される被加工片上の工作機械スピンドルの
中心を正確に探査する目的で工作機械を正確に調
達するためには、一般に、機械的及び電子機械的
に作動する探査器を用いることが知られている。
この探査器は零点収容器又は縁パスとも呼ばれて
いる。たとえば光学的表示装置をそなえた器機が
ある。しかしその表示装置は加工される面に接近
接触する時間しか点灯しない。

このような器械には下端部に探査球があり、こ
の探査球が面の降下と接触の際に信号を触発す
る。

西ドイツ国特許第905810号明細書或いは西ドイ
ツ国特許出願公告第2210713号明細書に記載され
ている縁パスは始動の際、即ち基準面或いは基準
縁の位置探しの際約0.01ミリメートルの精度に達
する。この場合軽い指圧によつて探査器の下部が
先づ回転する作業スピンドルの回転軸から押し出
される。探査面へ緩やかに合せることによつて振
動は次第に減少する。上部及び下部の同軸性を達
成する際下部は被加工片面に沿つて反れる。そう
なると作業スピンドルの軸に対する探査された面
の位置は、前記の精度公差を有するキーヘツドの
半径に対応する。しかしこれは多くの場合要求さ
れる調整精度にはみたない。

その他測定結果は機械のスピンドルの触れとキ
ーヘツド偏心性とによつて悪化する。なんとなれ
ばキーヘツド偏心性は考慮されないからである。

また、英国特許第1177322号明細書、あるいは
ドイツ特許第224777号明細書に記載されている縁
パス装置は、キーヘツドを直線的に被加工片に送
給するので余り接近させることはできないため、
前記した公知技術と同様、0.01ミリメートル程度
の精度にすぎず、要求される精度には程遠い。

この発明の基本課題は、工作機械を最も正確に
調整するための新規な装置を提供して、最短時間
で調整の精度を大幅に改善することにある。

この発明の特徴は次の構成にある。即ち回転す
るキーが回転の度に工作機械と接触する時間の長
さが180゜より大きいが300゜より小さい回転角度に
一致するまでキーが被加工物の縁と接触する位置
をこえてキーヘツドを送るというものである。

最も有利なものは、即ち正確なのは、接触角度
が210゜の場合、中心部が工作機械スピンドルに向
けられる場合である。

この発明の他の有利な構成では一個の電源と光
学的指示要素のための開閉装置とを有するケーシ
ング３を提案している。

このケーシングには電源の一つの極に連結され
た中空軸が通つており、その中空軸は機械側の端
部に正確に研摩された吸収領域をそなえている一
方一端に電気的に絶縁されて且つ前記電気開閉装
置の第一増幅器の入力部に結合されたキーヘツド
を担持している。光学的表示装置としては発光ダ
イオードが適している。この発光ダイオードはケ
ーシングの外側面にとりつけることができる。

切換装置は特にこの装置のための積分回路に使
用電圧を集めてコンパレータとして接続された四
つの増幅器を有し、この増幅器には負の入力部に
接して異なる定数の基準電圧が印加されてあり、
この電圧の正の入力部にはキーヘツドの接触継続
時間に応じて被加工片によつて生じた直流電圧パ
ルスが供給され、二つの増幅器の出力部にはそれ
ぞれ一つの発光ダイオードが、そして一つの増幅
器の出力部には自体公知のマルチバイブレータ結
像が直流電圧パルスの大きさに応じて一時的に遮
断される。

この発明を有利に構成する別の特徴は特許請求
の範囲の態様項から明らかである。

この発明は次のような事実を利用する。即ち各
機械スピンドルが僅かな公差の範囲内で理論的に
正確な位置、たとえば垂直線から反れるというこ
とである。回転するスピンドルと基準縁或いは基
準面と接触する際先づ極く僅かなかすり接触が生
じる。このすり接触は極めて小さな回転角度に相
当する。機械スピンドルに被加工片を送給し続け
ると回転角は次第に大きくなる。その回転角以内
ですり接触が起る。機械スピンドル又は同軸のキ
ーヘツドの半周縁部が被加工片に接触するや否
や、スピンドルの正確な位置が得られたことにな
る。しかし安全を図る上からなお30度の回転角が
付加される。その結果210゜の回転角に対応するす
り接触がある場合には機械の調整は最善とされ
る。キーヘツドによつて基準面或いは基準縁が先
づ、約130゜の回転角に対応する接触が達成される
迄動かされる。次にダイオードの一つを照明し始
める。更に移動が続くうちに第二の発光ダイオー
ドが接続される。この瞬間に210゜の回転角に対応
する接触が達成される。不注意で更に送給が続け
られてそれぞれが回転角300゜の接触に対応する場
合には、両方のダイオードがリズムを以つて明滅
し始める。そうなるとこれは、被加片がスピンド
ルに近付き過ぎたサインであり、スピンドル又は
装入される工具に許容できない力の危険が及ぶサ
インである。このようにして達成可能な精度は±
0.002ミリメートルの公差に相当する。即ち従来
達成されてきた結果を５倍改善したことになる。
更にもう一つの利点は、工作機械のスピンドルス
トロークが少ない場合にも調整精度は前記公差以
内で可能であることである。回帰精度は人間の反
応時間を除外して両方の発光ダイオードによつて
絶対的に定義される。順に灯く発光ダイオードの
点灯時間が調整精度を定める。

一実施例を示した図をもとに更詳しく説明す
る。第１図は縁パス装置を示し、 第２図は縁パス装置のケーシングに挿入された
電子配線を示す。

機械の工具スピンドルの中にセツトするため
の、正確に研摩された収容領域１ａを有する中空
軸は下端部に物体縁部と基準面に沿つて移動する
ためのキーヘツド２を備えている。キーヘツド２
は軸１に対して電気的に絶縁してあり、段付軸帯
２ａと、開口部に係入するためのピン状の延長部
２ｂとから構成されるキーを有する。

以下キーの符号を２ａ，２ｂと表示する。

軸１はプラスチツクのケーシング３に通してあ
る。ケーシングの中には電池を入れてある。ケー
シング３の上部端面は両方の発光ダイオード４と
５を示す。プラスチツクの底部６は電池を交換す
るためにねじになつていて外せるように構成して
ある。符号７は第１図の器械の切換スイツチであ
る。

予め二つの切換ブリツジを有するスイツチＳ１
（第２図）を介して装置にスイツチが入つた後、
即ち電池９の使用電圧が印加された後、キーヘツ
ド２によつて被加工片８（第２図）が移動させら
れる。機械内張りを介して正の電圧が被加工片に
達する。

第１〜第４増幅器Ｖ１−Ｖ４は一つの切換回路
にまとめて組込んであり、同じ使用電圧を受取
る。このまとめは鎖線で囲つて明示してある。

第１〜第４増幅器Ｖ１−Ｖ４はコンパレータと
して構成してある。これらの増幅器は定められた
基準電圧に反応する。即ちそれぞれの基準電圧を
こえた後増幅器が切換わる。

回転するキーヘツド２がそのキー２ａ，２ｂで
被加工片８に接触すると、先づ第１増幅器Ｖ１が
電圧パルスを得る。パルスはそれぞれのパルス幅
を介して完全に増幅される。即ち細かくきざまれ
てコンデンサＣ１に供給される使用電圧を介して
である。この例では各パルス幅に応じて高いか或
いは低い直流電圧が作られ、この直流電圧が第
２、第３、第４増幅器Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の正の入
力部に印加される。これらの増幅器の負の入力部
は抵抗Ｒ４〜Ｒ７の異なる電圧降下に応じて定め
られた基準電圧に印加されている。各正の入力部
５，１０，１２の電圧が負の入力部６，９，１３
の分、即ちそれぞれ基準電圧をこえると、コンパ
レータとして接続された増幅器が切換わる。先づ
第４の増幅器Ｖ４が感応し、第３の増幅器Ｖ３が
続く。何となればこの第３の増幅器Ｖ３の基準電
圧の方が高いからである。コンデンサＣ１のその
後の充電による正の入力部電圧が更に高くなる
と、最後に第２の増幅器Ｖ２が続く。これらの増
幅器は使用電圧を前記の順序で更にトランジスタ
Ｔ２，Ｔ１及びマルチバイブレータ回路に与え
る。

第４の増幅器Ｖ４は回転毎のキーヘツド接触が
約130゜の回転角に対応する場合接続する。この瞬
間に縁の発光ダイオード４がつく。キーヘツド接
触が連続的に増大するとき、即ち210゜の接触回転
角をこえた後第３の増幅器Ｖ３の正の入力部が基
準電圧をこえて発光ダイオード（赤）がつく程高
くなる。接触角度が約300゜になると第２の増幅器
Ｖ２がマルチバイブレータ１０のスイツチを入れ
る。このマルチバイブレータは、ダイオード４と
５が一定のリズムでトランジスタＴ３とＴ４を介
して遮断され且つ接続されて、明滅信号を出すよ
うに働く。

一回転当りのキーの被加工物の接触時間に応じ
てコンデンサＣ１の充電が多くなるか或いは少な
くなり、その結果第２、第３、第４の増幅器Ｖ
２，Ｖ３，Ｖ４の正の入力部が高くなるか或いは
低くなり、対応して基準電圧が超過する。

この装置で重要なのは、公差によつて定まつて
いるキーヘツドの、たとえば垂直線からのずれが
被加工片縁部或いは基準面へ向つて移動する際の
パルス的接触を惹起することである。即ちこれら
のずれが接触表示用に利用される。理論的に正確
な位置からのずれが少なければ少ない程、発光ダ
イオードの連続接続と明滅リズムへの移行との間
の時間差が小さい。

こうして、理論的に正確な所望の位置からのず
れの度合と無関係にこの発明による器械を用いて
各機械スピンドルを調整することができる。所望
の調整からの機械スピンドルのずれがゼロの工作
機械の場合には、発光ダイオードの連続接続と明
滅リズムに到る時間との間の差はゼロになろう。
このようにして絶対的に正確な位置からの機械ス
ピンドルの最も僅かなずれも把握することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図：縁パス装置の見取図、第２図：縁パス
装置のケーシングに挿入された電子配線を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 工具スピンドルと連結可能で設定工程中回転
   していて且つ被加工物に関して送達可能で被加工
   物縁との接触を電気的にとらえ且つ表示する、円
   筒状キーを持つキーヘツドによつて被加工物縁と
   切削工作機械の工具スピンドルの軸との間の相対
   位置を正確に設定するための装置において、キー
   ヘツド作動機構を内蔵するケーシング３を工具ス
   ピンドルに結合し、ケーシング３からキー２ａ，
   ２ｂを有するキーヘツド２を突出しており、被加
   工物８の縁部と接触する位置を越えて、回転して
   いるキー２ａ，２ｂが１回転毎に被加工物と接触
   する時間が180度より大きく300度より小さい回転
   角度に対応するのを検知するまでキーヘツド２を
   送るように構成し、 上記、キー２ａ，２ｂが１回転毎に被加工物と
   接触する時間を検知する検知機構は１個の電源９
   とその電気開閉装置とからなり、 上記電気開閉装置は、使用電圧をかけるための
   組込式開閉回路にまとめられてコンパレータとし
   て接続された第１〜第４の増幅器Ｖ１〜Ｖ４を有
   し、このうち第１の増幅器Ｖ１がその正の入力部
   によりキーヘツド２に連結されており、第２、第
   ３、第４の増幅器Ｖ２〜Ｖ４の負の入力部には異
   なる限定の基準電圧を印加してあり、これら第
   ２、第３、第４の増幅器Ｖ２〜Ｖ４の正の入力部
   がキー２ａ，２ｂと被加工物８との回転毎の接触
   時間に従つて第一の増幅器Ｖ１から生じた定電圧
   パルスを受け、第３、第４の増幅器Ｖ３，Ｖ４の
   出力部がそれぞれ発光ダイオード４，５に、第２
   の増幅器Ｖ２の出力部がマルチバイブレータ回路
   １０に連結されており、前記発光ダイオード４，
   ５はトランジスタＴ３，Ｔ４を介して定電圧パル
   スの大きさに従つて定電圧パルスによりその都度
   遮断可能である、 ことを特徴とする被加工物縁と切削工作機械の工
   具スピンドルの軸との間の相対位置を正確に設定
   するための装置。 ２ キーヘツド２を被加工物縁に関して、キー２
   ａ，２ｂの１回転毎の接触時間の把握された長さ
   が210゜の回転角度αに一致するまで送る、特許請
   求の範囲１に記載の装置。 ３ 前記電源９と前記電気開閉装置とをケーシン
   グ３に設け、ケーシング３の工作機械側端部には
   前記電源９の一つの極に連結された中空軸１を備
   え、この中空軸１は工具スピンドル中に挿入する
   ための正確に研摩した収容領域１ａを具備してお
   り、ケーシング３の自由端部では中空軸１に対し
   て電気絶縁してあり、電気開閉装置の第一の増幅
   器の入力部に結合されたキー２ａ，２ｂを担持す
   る、キーヘツド２を備えた特許請求の範囲１また
   は２に記載の装置。 ４ キーが開口部に挿入するために細くなつて行
   く段部２ｂを有する特許請求の範囲１〜３のいず
   れか一に記載の装置。 ５ 第一の増幅器Ｖ１に直接キーヘツド２のパル
   スが作用可能であり、これらのパルスを増幅し且
   つコンデンサＣ１に供給する、特許請求の範囲１
   〜４のいずれか一に記載の装置。 ６ コンデンサＣ１によつて生じた直流電圧が発
   光ダイオード４，５またはマルチバイブレータ電
   圧１０につながる増幅器の正の入力部に印加して
   ある、特許請求の範囲１〜６のいずれか一７に記
   載の装置。 ７ 限定された基準電圧が対応する抵抗Ｒ４〜Ｒ
   ７の使用電圧の電圧降下に対応する、特許請求の
   範囲１〜６のいずれか一に記載の装置。