JPH0438247Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、各種工作機械の加工テーブル面など
の基準面と、工具の先端あるいは加工中心等とを
同一平面上に位置合せするための基準位置検出装
置にかかり、特に検出装置の測定子アームがＸ、
Ｙ、Ｚ方向３軸に可動自在な基準位置検出装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

一般に各種工作機械で被加工物を加工する場
合、加工テーブル面が一つの加工基準面となる。
そのために被加工物の加工を開始する前に、例え
ばフライス盤、シエーバー等では、工具の刃先
を、加工テーブル面と同一平面に位置させる。そ
してこの位置を工具の上下方向（Ｚ軸方向）の加
工基準とする必要がある。そうすれば、加工テー
ブル面からの工具の刃先までの距離を正確に知る
ことができるので、被加工物の厚みが種々変化し
ても容易に一定法に仕上げることができる。また
中ぐり盤でも同様にバイトの回転中心と加工テー
ブルまでの位置を正確に知ることができれば加工
作業が容易になる。

そこで従来では、加工テーブル面を工具の測定
基準にする場合には、加工テーブル面に直接工具
を当接すればよいが、加工テーブル面あるいは工
具を破損することがあるので、第３図ａ、ｂに示
す方法で行われていた。

これはスライス盤の一例を示したもので、図中
１は、工作機械の加工テーブルで、この加工テー
ブル１上面の加工テーブル面１ａに被加工物を載
置固定し、所定の寸法に加工するものである。そ
してこの加工テーブル１は、図示しないガイド機
構により、前後方向（Ｘ軸方向）に摺動自在に構
成されている。また、２はサドルで、クロスレー
ル４に沿つて左右横方向（Ｙ軸方向）に移動する
とともに、バイト５ａがチヤツク等によつて取り
付けられた主軸部５を上下方向（Ｚ軸方向）に移
動させるものである。そして主軸部５にはスケー
ル６ａが取り付けられ、サドル２に固定されたヘ
ツド部６ｂとでスケール部６を構成している。こ
のスケール部６により、サドル２に対する主軸部
５の相対移動量を測定し、スケール部６からカウ
ンタ装置本体８にケーブル１０により信号が出力
され、主軸部５の移動量が表示される。さらに加
工テーブル１には、ダイヤルゲージ３が測定部３
ａを加工テーブル面１ａ上方に突出した状態で固
定されている。そして、ダイヤルゲージ３からは
測定子３ａの変位量がケーブル１０を通して出力
されカウンタ装置本体９に表示される構成であ
る。

また、加工テーブル面１ａとバイド５ａの刃先
を同一平面状に位置させるためには、高精度の仕
上げ面７ａを有する検出板７を使用する。第３図
ａに示すように最初に、仕上げ面７ａを下面と
し、検出板７を上方からダイヤルゲージ３の測定
子３ａに跨がるように加工テーブル面１ａに載置
する。この時、前記測定子３ａは検出板７に押さ
れて降下し、測定子３ａの上端と加工テーブル面
１ａとは、同一平面になる。そして、このままの
状態で、カウンタ装置本体９の表示部を例えば零
リセツトする。次に検出板７を取り除き、ダイヤ
ルゲージ３の測定子３ａを元の位置に復帰させ
る。さらにサドル２及び加工テーブル１を移動さ
せ、バイト５ａの先端部と前記測定子３ａが同一
軸になるようにする。そして主軸部５を降下さ
せ、バイト５ａの先端をダイヤルゲージ３の測定
子３ａに当接させる。さらに主軸部５を降下させ
れば、測定子３ａも降下し、それに合せてカウン
タ装置本体９の表示部の値も、次第に零に近づ
き、ついに零になる。この時、バイト５ａの先端
は、加工テーブル面１ａと同一平面に位置する。
そして、カウンタ装置本体８の表示部を零リセツ
ト（基準値を入力してもよい）すれば、加工テー
ブル面１ａと、バイト５ａの先端の間隔を常に知
ることができる。

以上のように、加工テーブル面１ａとバイト５
ａの位置関係がわかれば、加工テーブル面１ａを
加工基準として、被加工物の形状が異なつても所
望の寸法に精度よく加工できる。

〔考案が解決しようとしている問題点〕

しかしながら、上述のような加工テーブルと工
具の先端の位置合せを行う場合ダイヤルゲージの
位置合せを行つたのちに、工具の位置合せを行う
といつた２重の手間が必要であり、工具の交換が
頻繁な場合には、作業性を著しく低下させるとい
う問題があつた。また、ダイヤルゲージは測定子
３ａの上下方向（Ｚ軸方向）に対して移動可能で
あるが、前後・左右（Ｘ軸、Ｙ軸方向）に移動で
きない。そのため、Ｘ，Ｙ軸方向の力に対して
は、逃けがないため、工具の位置合せのとき、場
合によつては、工具あるいはダイヤルゲージを破
損するという問題があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、上述した問題点に鑑みてなされたも
のであり、きわめて簡単な構成で、加工テーブル
と工具の先端の位置合せを行うことができる基準
位置検出装置を提供することを目的とし、その構
成は、検出装置本体は、検出装置本体の外枠を形
成し、その底面を基準面に載置するケースと、ケ
ース内部に配設され、少なくとも３個の固定側電
極と、前記底面に向かつて開口軸を有する円筒体
と、前記ケースの底面と平行で、底面に対し一定
高さに規制された先端部ならびに前記円筒体の内
周面に嵌合する球状のヒンジボールとを有し、外
力に応じてＸ，Ｙ，Z3軸方向に移動自在な測定
子アームと、前記測定子アームの他端に形成され
た可動側電極と、外力除去後可動側電極が固定側
電極に当接するように測定子アームを所定位置に
復帰保持する弾性部材と、前記ケースを貫通し、
先端部が前記円筒体外周を押圧する複数個のねじ
と、測定子アームの微動を前記可動側電極と固定
側電極の離間により感知し、所定の信号を発生さ
せる出力部から構成されたことを特徴とするもの
である。

〔作用〕

本考案の基準位置検出装置は、上述した構成で
あるので、例えば、検出装置本体を工作機械の加
工テーブル上に載置し、上方から工具を降下さ
せ、工具の先端が測定子アームの先端部に接触す
ると同時に、所定の信号を発信し両者の接触を感
知する作用がある。また接触と同時に、測定子ア
ームは下方に降下し、いわゆる逃げが形成され
る。

〔実施例〕

以下図面を用いて本考案の基準位置検出装置を
詳細に説明する。第１図ａは基準位置検出装置の
一実施例を示す縦断面図、第１図ｂは、第１図ａ
中のＩ−Ｉ線断面図、第２図は、本考案の使用例
を示した図である。

この基準位置検出装置は、検出装置本体と、こ
の検出装置本体からの信号を受信するカウンタ装
置本体等から構成されている。そして第１図ａ、
ｂに示すように、２０は検出装置本体であり、外
壁を形成するケース部Ａと、測定子アーム、電極
等からなる各種部材とで形成されている。

ケース部Ａは、上部ケース２１、下部ケース２
２及びキヤツプ２３からなり、キヤツプ２３に
は、可撓性材料からなる防塵用のシール部材３７
ａが、また上部ケース２１にも、シール部材３７
ｂが取り付けられている。また２４は測定子アー
ムで、その先端部２４ａはケース底面２２ａと平
行に構成されるとともに、中間部にステンレス鋼
やベアリング鋼からなるヒンジボール２５が設け
られている。そして端部が可動側電極２６に螺着
している。また、２７は絶縁材料で形成された電
極ホルダーであり、上部ケース２１と下部ケース
２２間にＯリング３１を介して挟持されている。
この電極ホルダー２７上には、３個の固定側電極
２９が配設され、後述する弾性部材３０によつ
て、上方に付勢されている可動側電極２６を、上
方から支承し、測定子アーム２４を定位置に規定
している。このとき可動側電極２６は、ケース底
面２２ａと平行に配設されているのが望ましい。
そしてこの可動側電極２６と固定側電極２９及び
後述する基板２８とで出力部を構成している。

さらに、前記可動側電極２６と各固定側電極２
９とで接点機構を形成している。そして２８は検
出回路を有する基板であり、ナツト３２によりホ
ルダー２９′を介して固定側電極２９に固定され
ている。また基板２８と可動側電極２６間には、
固定側電極２９と体面する位置にスプリング等の
弾性部材３０が張架配設され、いわゆる復帰機構
として可動側電極２６しいては測定子アーム２４
を定位置に効果的に復帰再現させるものである。

そして３３は円筒体であり、内周面はヒンジボ
ール２５と接触し、前記ヒンジボール２５の転動
を支承している。この円筒体３３の上下面を保持
した状態でスリーブ３４は、上下ケース２１に固
着されている。この円筒体３３はヒンジボール２
５と同様に、耐磨耗性に富み、外力に対する形状
変化の極めて少ないベアリング鋼、ステンレス鋼
あるいは工具鋼などで形成する。

この場合、最終的には円筒体３３とヒンジボー
ル２５の間には、測定子アーム２４の定位置復帰
再現性を確保するため、隙間があつてはならな
い。しかしながら組立作業を容易にする上から、
組立時には両者間に微少間隙、一般には数μｍ〜
数十μｍ程度の間隙をとりすき間隙めとする。そ
して上部ケース２１に複数本のねじ３６を貫通さ
せ、これにより円筒体３３の外周面を押圧変形さ
せて、円筒体３３の内周面とヒンジボール２５間
の隙間をなくすようにする。

しかして、測定子アーム２４の先端部２４ａに
工具等の被測定物が当接し、固定側電極２９のう
ち少なくとも一つが、可動側電極２６と開離すれ
ば、基板２８に形成された検出回路から接触検知
信号を発信し、コネクタ３５を通して外部に該信
号が出力されるものである。

そしてこの検出装置本体２０の測定精度は、ケ
ース底面２２ａと測定子アーム２４の先端部２４
ａの平行度で決定されるため、組立て精度を含め
ても、平行度の誤差は、前記先端部２４ａの量端
で10μｍ以下であることが望ましい。

次に本考案の基準位置検出装置による測定例を
第２図に示す。

図中、第３図ａ，ｂに示す従来のものとは同一
箇所には同一符号を付して説明する。

まず、検出装置本体２０のケース底面２２ａか
ら測定子アーム２４の先端部２４ａまでの全高
を、あらかじめ正確に測定しておき、カウンタ装
置本体８′に入力しておく、次に検出装置本体２
０を加工テーブル面１ａ上に載置し、加工テーブ
ル１およびサドル２を移動させ、主軸部５に固定
されたバイト５ａを測定子アーム２４上に移動さ
せる。そして主軸５を次第に降下させていく。そ
して主軸部５の移動量は、スケール部６により測
定され、カウンタ装置本体８′に移動量が表示さ
れる。さらに主軸部５の降下させ、バイト５ａの
先端が測定子アーム２４の先端部２４ａに当接す
る。すると検出装置本体２０からは、接触検知信
号がカウンタ装置本体８′に出力される。このま
まカウンタ装置本体８′では、それまで表示され
ていた主軸部５の移動量がキヤンセルされ、あら
かじめ記憶しておいた検出装置本体２０の全高
が、主軸部５の移動量として新たに表示され、加
工テーブル面１ａとバイト５ａの位置合せが終了
する。

また、バイト５ａが前記先端部２４ａに当接し
た後さらに降下しても、測定子アーム２４には、
上下軸方向（Ｚ軸方向）の逃げが形成されている
ので、バイト５ａあるいは測定子アーム２４を損
傷することはない。さらに誤つてバイト５ａを前
後あるいは左右方向から測定子アーム２４に当接
しても、測定子アーム２４には、前後左右の逃げ
が形成されているので、バイト５ａあるいは測定
子アーム２４を損傷することはない。

〔効果〕

しかして本願考案の基準位置検出装置は、検出
装置本体を加工テーブル上のどの位置にでも自由
に載置できるので、迅速な設定ができる。また測
定子アームは、Ｘ、Ｙ、Z3軸方向に自由に移動
でき、測定子アームの逃げ量が大きいので、工具
を測定子アームに当接した場合、工具あるいは測
定子アームを破損することはない。さらにＸ、Ｙ
軸方向から測定アームに工具を当接しても両者を
破損することはない。特に移動部の慣性が大きい
大形機械には効果的である。また基準位置検出装
置のうちカウンタ装置本体は、工作機のＺ軸方向
のカウンタ装置本体を兼用するため、システム自
体が簡略化される。さらに、工具と加工テーブル
の位置合せは一回の操作でよく、従来２重の測定
を行つていたのに対し、測定作業も簡略化され、
しかも操作性が大幅に向上するなど優れた効果を
有する。また測定子アームを円筒体に嵌挿後ねじ
によつて円筒体の外周を押圧し、円筒体を変形さ
せ、円筒体の内周面をヒンジボールに当接させる
ものである。そのため、検出装置本体の組立作業
を容易に行うことができ、なおかつ復帰再現性が
良好に保てる効果がある。

本考案は上述した実施例に限定されることなく
加工基準面が加工テーブル以外、例えば被加工物
上面が加工基準面である場合など種々変更可能で
ある。

さらに、場合によつては、操作性を損なわない
範囲でマグネツト等の吸着装置を配設すれば、検
出装置本体の位置ずれを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは、本考案の一実施例を示す縦断面
図、第１図ｂは、第１図ａ中のＩ−Ｉ線断面図、
第２図は本考案の基準位置検出装置による測定例
を示した図、第３図ａ，ｂは加工テーブル面と工
具との従来の位置合せを示した図である。 ２０……検出装置本体、Ａ……ケース、２４…
…測定子アーム、２４ａ……先端部、２５……ヒ
ンジボール、２６……可動側電極、２７……電極
ホルダー、２８……基板、２９……固定側電極、
３０……弾性部材、３３……円筒体、３６……ね
じ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 検出装置本体と、検出装置本体から出力された
   信号を受信するカウンタ装置本体とからなり、各
   種工作機械の加工テーブル等の基準面と工具の位
   置関係を測定する基準位置検出装置において、前
   記検出装置本体は、検出装置本体の外枠を形成
   し、その底面を基準面に載置するケースと、ケー
   ス内部に配設され、少なくとも３個の固定側電極
   と、前記底面に向つて開口軸を有する円筒体と、
   前記ケースの底面と平行で、底面に対し一定高さ
   に規制された先端部ならびに前記円筒体の内周面
   に嵌合する球状のヒンジボールとを有し、かつ外
   力に応じてＸ、Ｙ、Z3軸方向に移動自在な測定
   子アームと、前記測定子アームの他端に形成され
   た可動側電極と、外力除去後可動側電極が固定側
   電極に当接するように測定子アームを所定位置に
   復帰保持する弾性部材と、前記ケースを貫通し、
   先端部が前記円筒体外周を押圧する複数個のねじ
   と、測定子アームの微動を前記可動側電極と固定
   側電極の離間により感知し、所定の信号を発生さ
   せる出力部から構成されたことを特徴とする基準
   位置検出装置。