JPH04106147U - 工具位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工作機械における切削工具の刃先の位置など
を測定するための検知装置に関し、さらに詳しくは工作
機械の主軸に取り付けられる工具の刃先が、テーブル、
チャック、またはワークなどの基準面から一定の距離に
位置したことを検知し、発光によって工具刃先の位置を
作業者に知らせる装置に関するものである。 【構成】 装置本体内に電池２０と外部から視認可能な
第一および第二の発光体２１ａ，２１ｂを含む発光回路
２２とが接続且つ内蔵されており、該発光回路２２に
は、基準頂面１４ａに工具刃先が接触することによっ
て、まず第一の発光体２１ａが発光し、基準頂面１４ａ
が一定量移動することによって次に第二の発光体２１ｂ
が発光するようなスイッチング回路２３が設けられてな
る工具位置検出装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】 本考案は、工作機械における切削工具の刃先の位置などを測定するための検知 装置に関し、さらに詳しくは工作機械の主軸に取り付けられる工具の刃先が、テ ーブル、チャック、またはワークなどの基準面から一定の距離に位置したことを 検知し、発光によって工具刃先の位置を作業者に知らせる装置に関するものであ る。

【０００２】

【従来の技術】

ＮＣ工作機械やマシニングセンターなどでは、これらに取り付けられた工具の 刃先がワークに対してどのような位置にあるかを知る必要がある。そのための検 知装置として、図３に示すように、検知装置１は、基準底面２ａを有するベース 部２と、基準頂面３ａを有するヘッド部３とが絶縁材料からなる中間部材４を介 して一体的に設けられており、ベース部２とヘッド部３との間に、電池５および 発光ダイオード６が直列に接続されて設けられている。基準底面２ａと基準頂面 ３ａとは一定の距離を有しており、その寸法は正確に知られている。

【０００３】 これを使用するには、検知装置１を例えばワークＷの上に置き、工作機械の主 軸に取り付けた工具Ｔを回転させずに下げていくと、その先端が基準頂面３ａに 接触した時点で、工具Ｔ、工作機械のフレーム、ベットおよびワークＷなどを介 して外部閉回路Ｃが形成され、これによって発光ダイオード６に電流が流れて点 灯する。したがって作業者は、発光ダイオード６が点灯した時点で工具Ｔの移動 を停止し、工作機械に内蔵しているスケールを読み取り、これから工具の位置や 取り付け長さ、またはワークの加工面の位置などを測定することができる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、工具Ｔの刃先と基準頂面３ａとの接触過程をミクロ的にみると、工 具刃先が基準頂面３ａに接触することによって、その接触圧力により基準頂面３ ａが下方に移動し、発光ダイオード６の点灯した時点の基準頂面３ａと、実際に 測定される基準頂面３ａとの間に変動をきたし、これが測定誤差として表れ、こ の誤差は最大で５０ミクロン程度にもなり、これを補うのは作業者の経験とカン だけであり、測定作業に熟練技術を要していた。このような検知装置では精密治 具としてその性能上大きな問題であった。 本考案は作業者の熟練技術を要することなく測定作業を行うことができるよう にすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記課題を解決するために、基準底面を有するベース部と基準頂面を 有するヘッド部とが、これら基準底面と基準頂面とが平行で且つ自由状態におい て一定の位置関係を有するように設けられ、前記基準頂面と前記基準底面とは互 いに電気的に絶縁されていると共に、両者の間に電池と外部から視認可能な第一 および第二の発光体を含む発光回路とが接続且つ内蔵されており、該発光回路に は、基準頂面に工具刃先が接触することによって、まず第一の発光体が発光し、 基準頂面が一定量移動することによって次に第二の発光体が発光するようなスイ ッチング回路が設けられてなる構成を採用するものである。

【０００６】

【作用】

検知装置１１を例えばワークＷの上に置き、工作機械の主軸に取り付けた工具 Ｔを回転させずに下げていくと、その先端が基準頂面１４ａに接触した時点で、 工具Ｔ、工作機械のフレーム、ベットおよびワークＷなどを介して外部閉回路 Ｃが形成され、これによって第一の発光体２１ａに電流が流れて該発光体２１ａ が発光する。次にさらに基準頂面１４ａが下方に一定量移動することによってス イッチング回路２３が作動して第二の発光体２１ｂに電流が流れて該発光体２１ ｂが発光する。第二の発光体２１ｂが発光する基準頂面１４ａの位置は例えば測 定許容限界を示すもので、従って作業者は工具刃先の基準頂面１４ａに対する接 触圧を若干緩めて第二の発光体２１ｂの発光のみを解除せしめ、この第二の発光 体２１ｂの消灯と第一の発光体２１ａの点灯時との間の基準頂面１４ａの高さ位 置、即ち工具刃先の基準頂面１４ａに対する接触位置が許容範囲内の工具刃先の 突出位置または取り付け長さである。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 図１において、検知装置１１は、平らな基準底面１２ａを有するベース部１２ と、中央に伸縮可能な基準ロッド１４を有するヘッド部１３と、絶縁材料からな る中間部材１５とによってほぼ円柱状に形成されている。ベース部１２には環状 のマグネット１６が設けられており、工作機械のテーブルやチャックまたはワー クの表面に吸着し、基準底面１２ａがそれらの表面に密着するようになっている 。基準ロッド１４は、上端に基準底面１２ａと平行な基準頂面１４ａを有し、導 電性のばね１７によって突出方向に付勢されて、その自由状態においては、基準 頂面１４ａと基準底面１２ａとの間の距離が一定の正確な寸法となるようになっ ている。ピン１８は基準ロッド１４の回り止め用である。検知装置１１には蓋１ ９によって交換可能な電池２０、一対の発光ダイオード２１ａ、２１ｂおよび後 述の発光回路２２が内蔵されている。

【０００８】 図２は検知装置１１の電気回路を示している。発光回路２２とこれに含まれる スイッチング回路２３の構成を作用と共に説明すると、基準ロッド１４の基準頂 面１４ａとベース部１２の基準底面１２ａとの間には、前述の導電性のばね１７ 、適当な値の抵抗２４、第一の発光体である緑色の発光ダイオード２１ａおよび 電池２０が直列に接続されており、同様に第一の発光ダイオード２１ａに並列し て第二の発光体である赤色の発光ダイオート２１ｂおよびこれに接続されるスイ ッチング用のＰＮＰ形トランジスタ２５が上記回路に直列に接続されている。一 方基準ロッド１４にはスイッチ用の接点２６が接触しており、該接点２６は基準 ロッド１４がばね１７に抗して１０〜２０ミクロン程度下方に移動した時にその 接触状態から離反するようになっている。そして該接点２６は適当な抵抗２７， ２８を介して前記トランジスタ２５のベースに接続されている。

【０００９】 以上のように構成された検知装置１１は、マグネット１６を利用して例えばワ ークの表面や側面に吸着させ、工作機械に取り付けた工具を基準ロッド１４の基 準頂面１４ａに垂直な方向から接近させ、これに接触させると、ワークＷや工具 および工作機械のフレームやテーブルなどを通じて、基準頂面１４ａと基準底面 １２ａとを接続する外部閉回路Ｃが形成されることとなる。これによって第一の 発光ダイオード２１ａが発光する。この時前記接点２６がいまだ基準ロッド１４ に接触している間はトランジスタ２５のベースに高い電圧が負荷しているためコ レクタには電流がながれないが、基準頂面１４ａが例えば１５ミクロン下方に移 動することによって接点２６が基準ロッド１４から離反してトランジスタ２５へ のベース電圧が極端に低下し、トランジスタ２５の増幅作用によりスイッチング 作動して第２の発光ダイオード２１ｂの電流が増加してこれを点灯せしめること になる。

【００１０】 第二の発光ダイオード２１ｂが点灯する基準頂面１４ａの位置は例えば測定許 容限界を示すもので、従って作業者は工具刃先の基準頂面１４ａに対する接触圧 を若干緩めて第二の発光ダイオード２１ｂの点灯のみを解除せしめ、この第二の 発光ダイオード２１ｂの消灯と第一の発光ダイオード２１ａの点灯時との間の基 準頂面１４ａの高さ位置、即ち工具刃先の基準頂面１４ａに対する接触位置が許 容範囲内の工具刃先の突出位置または取り付け長さであるが、更に正確に測定す るためには、第一の発光ダイオード２１ａが消灯する瞬間まで工具刃先の接触圧 を緩め、この消灯、点灯を２、３回繰り返すことによって正確な測定位置を検出 することができる。第二の発光ダイオード２１ｂを設けることによって作業者は 第一の発光ダイオード２１ａの消灯寸前の適正な接触圧を検出することができる 。第二の発光ダイオード２１ｂがなければ、例え第一の発光ダイオード２１ａの 消灯、点灯を繰り返しても適正な接触圧を感得することは困難である。このため 測定作業に熟練技術を要しないという利点がある。

【００１１】 上述の実施例において、発光ダイオード２１ａ、２１ｂに代えて他の適当な発 光体を用いてもよく、そのための発光回路を適宜変更することが可能である。基 準底面１２ａは、平面でなく平面上に安定的に接触する脚状のものでもよい。ま た基準ロッド１４をヘッド部１３から絶縁し、これをヘッド部としてもよい。

【００１２】

【考案の効果】

本考案によれば、工具刃先の突出位置や取り付け長さを、作業者の熟練技術を を要することなく正確に測定検出することができると共に、測定誤差の許容範囲 を正確に判読することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の検知装置の実施例の断面図。

【図１】同電気回路図。

【図１】従来の検知装置の一例を示す図である。

【符号の説明】

１１…検知装置、１２…ベース部、１２ａ…基準底面、
１３…ヘッド部、１４ａ…基準頂面、２０…電池、２１
ａ…第一の発光体、２１ｂ…第二の発光体、２２…発光
回路、２３…スイッチング回路、２５…スイッチング用
トランジスタ、２６…スイッチング用接点、Ｗ…ワー
ク、Ｃ…外部閉回路。

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【手続補正書】

【提出日】平成４年３月３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の検出装置の実施例の断面図である。

【図２】同電気回路図である。

【図３】従来の検知装置の一例を示す図である。

【符号の説明】 １１ 検知装置 １２ ベース部 １２ａ 基準底面 １３ ヘッド部 １４ａ 基準頂面 ２０ 電池 ２１ａ 第一の発光体 ２１ｂ 第二の発光体 ２２ 発光回路 ２３ スイッチング回路 ２５ スイッチング用トランジスタ ２６ スイッチング用接点 Ｗ ワーク Ｃ 外部閉回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準底面を有するベース部と基準頂面を
   有するヘッド部とが、これら基準底面と基準頂面とが平
   行で且つ自由状態において一定の位置関係を有するよう
   に設けられ、前記基準頂面と前記基準底面とは互いに電
   気的に絶縁されていると共に、両者の間に電池と外部か
   ら視認可能な第一および第二の発光体を含む発光回路と
   が接続且つ内蔵されており、該発光回路には、基準頂面
   に工具刃先が接触することによって、まず第一の発光体
   が発光し、基準頂面が一定量移動することによって次に
   第二の発光体が発光するようなスイッチング回路が設け
   られてなる工具位置検出装置。