JPH0471662B2

JPH0471662B2 -

Info

Publication number: JPH0471662B2
Application number: JP63124250A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kanematsu; Shinichi Nakahira
Original assignee: Yamazaki Mazak Corp
Current assignee: Yamazaki Mazak Corp
Priority date: 1988-05-21
Filing date: 1988-05-21
Publication date: 1992-11-16
Also published as: JPH0224045A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の目的）本発明は刃物自体の摩耗、熱変位等による従来
の誤差は勿論、主軸台と刃物台のボールねじの熱
変位および機械本体の熱変位による誤差をも同時
に自動的に補正することができる工作機械におけ
る刃先位置検出装置に関するものである。

（従来技術）従来の数値制御旋盤における工具位置の自動補
正としては、特開昭53−59982に示すように、旋
盤のテールストツクに振出し自在のアームを設
け、当該アームの先端にＸ軸及びＺ軸方向の刃先
を検出する検出器を上下方向に積層した形で設け
た例や、特公昭50−12630に示すように、単一の
ブロツクを用いて当該ブロツクの表面に刃先が接
触したことを検知することにより電気的に刃先を
検出する方法等が知られていたが、前者の場合に
は、検出器が上下方向に積層されているので、Ｘ
軸及びＺ軸方向の検出器を同時にＸ−Ｚ平面、即
ち加工のために主軸台と刃物台が移動する平面に
位置決めすることが困難であるばかりか、主軸軸
線方向にセツトされ、刃先が主軸方向に向いた内
径工具の刃先位置の測定はテールストツクと工具
及び刃物台が干渉してしまい不可能であつた。ま
た、後者は、検出ヘツドが単一のブロツクから構
成されていることから、測定に際して刃先がブロ
ツクと衝突してしまい刃先を痛めてしまう危険性
が極めて高く、実用性に乏しいばかりか、検出ヘ
ツドが大型化することにより、当該検出ヘツドを
正確な刃先測定位置に位置決めするには強固な支
持装置が必要なるなど問題が多い。更に、単一の
検出ブロツクに複数の測定面を形成していること
から、その測定面の大きさはブロツク自体の大き
さに対応して必然的に大型化し、測定位置にバラ
ツキが生じ、測定誤差が生じる危険性が高い。ま
た、そうしたことを排除して各測定面において正
確な測定を行なうためには、各測定面の平行度及
び直角度を極めて正確に維持する必要があり、ブ
ロツクの加工に多く手間が掛かる。しかも、こう
した単一のブロツクの構成では、ブロツクの装着
誤差、ないしは経時的な位置の狂い及びブロツク
自体の変形が同時に全ての測定面に影響を与える
不都合が生じる。

また、いずれの場合も、検出器が測定に際して
位置決めされる位置が、主軸の側面部、ヘツドス
トツクの正面部等、ワークが実際に加工されるチ
ヤツク前方部位とは離れていることから、刃先位
置が測定される位置と、当該測定された工具が加
工に使用される位置が離れてしまい、測定位置と
加工位置との間の距離についての刃物台の駆動系
の位置決め誤差（ボールねじのピツチ誤差や案内
面誤差）などが補正されないままとなり、加工時
に加工誤差となつて表れてしまう欠点がある。特
に、生爪を用いたワークの仕上げ加工等の高精度
加工に際しては、正確な加工を行うには加工に使
用する工具の刃先位置の測定は出来るだけ加工す
べきワーク及び生爪の装着されるチヤツクの前方
であることが望ましい。

一方、主軸台と刃物台間の熱変位による刃先位
置の変化を補正するためには、刃先位置検出装置
を主軸台に装着することが望ましいが、上記した
ような高精度加工をも満足させるためにはチヤツ
ク前方空間に、チヤツクとの干渉を防止しつつま
た通常の加工に障害とならない形で検出装置を主
軸台上から何らかの方法で位置決めする必要があ
り、極めて困難な問題があつた。従つて、従来の
主軸台に刃先位置検出装置を装着したものは、全
てチヤツクの側方に設けたものであり、その場
合、当然の結果として、測定位置と加工位置との
間の距離についての刃物台の駆動系の位置決め誤
差（ボールねじのピツチ誤差や案内面誤差）は、
補正が不可能なものとして扱われていた。

しかも、従来の検出器は、単にＸ軸及びＺ軸方
向の刃先位置を測定することが可能というのみ
で、旋盤等の工作機械の加工内容に最も適した形
で刃先位置を測定するにはどのようにすればよい
かについての考慮が全く為されていなかつた。例
えば、端面を外径バイトで切削する場合に、重要
なのは外径バイトの主軸軸心方向の位置であり、
通常のワークの外径加工において重要な主軸軸心
方向と直角な方向の位置ではない。このように同
じ工具でも、実行する加工内容により、必要な刃
先位置は全く相違するので、単に検出ヘツドを並
べただけではオペレータはどの検出ヘツドを用い
て刃先位置を測定すべきかが即座に判定すること
が困難となり、刃先位置の測定に高度の熟練を要
することとなる。

更に、従来の検出器は、非測定時、従つて、ワ
ークの加工時における切削水、切り粉等の切削塵
芥に対して防護する手段がなく、切削塵芥による
汚染により適正な測定性能を長期に亙り維持する
ことが困難となる不都合が生じている。

本発明は、第１及び第２の方向に向いた各検出
ヘツドを、加工のために主軸台と刃物台が移動す
る平面上に同時に位置決めすることが出来、検出
ヘツドの小型化が可能で、かつ測定に際して工具
刃先を痛めることが無い刃先位置検出装置を提供
することを第１の目的とするものである。

更に、検出ヘツドの製造及び装着が容易で、一
つの検出ヘツドの装着誤差及び経時的な変化が他
のヘツドの測定精度に影響を与えることの無い信
頼性の高い刃先位置検出装置を提供することを第
２の目的とするものである。

また、主軸台上に検出装置を装着した形でワー
ク保持手段の前方への検出装置の位置決めが可能
で、しかも検出ヘツドを、測定すべき工具による
ワークの加工態様に対応させ、刃先の計測に際し
て、オペレータは単に加工態様に応じて、対応す
る検出ヘツドに接触させるだけで必要な刃先位置
の測定を行うことが出来、また、非測定時におけ
る切削塵芥による汚染を未然に防止することが出
来る刃先位置検出装置を提供することを第３の目
的とするものである。

（発明の構成）本発明のうち第１の発明は、主軸台に全体が屈
曲したアーム形状を有する屈曲アームを揺動自在
に装着し、前記屈曲アームの先端部に計測装置本
体を、前記屈曲アームの揺動動作により、前記主
軸台と刃物台との加工のための移動平面から退避
する退避位置と、前記主軸台と刃物台との加工の
ための移動平面内でかつ前記ワーク保持手段の前
方に設けられた計測位置との間で移動自在に設
け、該計測装置本体の外側に、前記第１の方向に
端面加工用検出ヘツドを設けると共に、前記第２
の方向に背向した形で外形加工用検出ヘツド及び
内径加工用検出ヘツドを、前記外形加工用検出ヘ
ツドを前記刃物台に近い側に前記内径加工用検出
ヘツドをその反対側に配置した形で設け、前記各
検出ヘツドの測定面が向く方向が互いに交差しな
い形で、かつそれらの測定面を押動自在にそれぞ
れ設け、前記各検出ヘツドと工作機械に設けた自
動制御装置とを信号伝送路を介して接続して構成
される。

本発明のうち第２の発明は主軸台に全体が屈曲
したアーム形状を有する屈曲アームを揺動自在に
装着し、前記屈曲アームの先端部に計測装置本体
を、前記屈曲アームの揺動動作により、前記主軸
台と刃物台との加工のための移動平面から退避す
る退避位置と、前記主軸台と刃物台との加工のた
めの移動平面内でかつ前記ワーク保持手段の前方
に設けられた計測位置との間で移動自在に設け、
該計測装置本体の外側に、前記第１の方向に端面
加工用検出ヘツドを設けると共に、前記第２の方
向に背向した形で外形加工用検出ヘツド及び内径
加工用検出ヘツドを、前記外形加工用検出ヘツド
を前記刃物台に近い側に前記内径加工用検出ヘツ
ドをその反対側に配置した形で設け、前記各検出
ヘツドの測定面が向く方向が互いに交差しない形
で、かつそれらの測定面を押動自在にそれぞれ設
け、前記退避位置に、前記計測装置本体の検出ヘ
ツドを、前記ワーク保持手段に保持されたワーク
の切削作業中に生じる切削塵芥に対して防護する
カバー手段を設け、前記各検出ヘツドと工作機械
に設けた自動制御装置とを信号伝送路を介して接
続して構成される。

本発明を実施例の図によつて説明すると、第１
図乃至第６図において、数値制御旋盤Ｌの主軸台
１の上面前縁の主軸２の軸心Ｘ−Ｘの上方にブラ
ケツト３を取付け、このブラケツト３に主軸２と
直交する回動軸４をアンギユラベアリング５およ
び円筒コロベアリング６により上下に回動自在に
支承し、この回動軸４の一端に油圧駆動による揺
動モータ７を取付け、他端に屈曲したアーム形状
である、形状の検出アーム８の基部を固定し、
この検出アーム８の上下の回動面内に前記軸心Ｘ
−Ｘが含まれるようにし、形状の前記検出アー
ム８の先端に、後で詳述する検出装置本体９を取
付け、この検出装置本体９外周部には検出位置に
おける向側面、（第１図で右側面）に外径切削用
バイトB₁の検出ヘツド１０が主軸軸心方向とは
直角な方向である、刃物台Ｔの相対移動軸（第１
図ではＺ−Ｚと表示）方向に対向した形で取付け
られている。検出ヘツド１０はその測定面である
表面１０′の向く方向を第１図水平右方向、従つ
て、主軸軸心方向とは直角な方向である、刃物台
Ｔの相対移動軸の正方向に指向させた形で設けら
れている。また、本体９の外周部の前面（第２図
で右側面）に端面切削用バイトB₂の検出ヘツド
１１が主軸軸心方向（第２図ではＸ−Ｘと表示）
に対向した形で取付けられている。検出ヘツド１
１はその測定面である表面１１′の向く方向を第
２図水平右方向、従つて、主軸軸心方向の正方向
に指向させた形で設けられている。また、本体９
の外周部の手前面（第１図で左側面）には内径切
削用バイトB₃の検出ヘツド１２が刃物台Ｔの相
対移動軸方向に対向した形で取付けられている。
検出ヘツド１２はその測定面である表面１２′の
向く方向を第１図水平左方向、従つて、刃物台Ｔ
の相対移動軸（第１図ではＺ−Ｚと表示）の負方
向に指向させた形で設けられている。また、検出
ヘツド１０，１２は互いに背向した形で設けられ
ている。また、それ等各検出ヘツド１０，１１，
１２は、前述のように各ヘツドの測定面の向く方
向が互いに交差しない形でしかも、刃先計測時に
おいて、主軸台と刃物台の加工のための移動平面
内、即ち、本実施例の場合、Ｘ−Ｘ軸とＺ−Ｚ軸
により形成される平面上に位置するように設け、
前記回動軸４のほぼ中央部にはカム１３を削設
し、このカム１３に当接して、検出アーム８を回
動する揺動モータ７の回転および停止を指令する
リミツトスイツチ１４および１５を前記ブラケツ
ト１３の空腔１６内に設け、主軸台１上には検出
アーム８の上昇限を規制する上限ストツパ１７を
取付け、検出アーム８の背面が当接するように
し、検出アーム８が下降したとき、先端の検出装
置本体９の正確な検出位置を規制する下限ストツ
パ１８を、主軸台１の前面に取付け、この下限ス
トツパ１８の先端に、検出アーム８に取付けた当
接片１９と当接する調節螺２０を設ける。検出ア
ーム８には前記各検出ヘツド１０，１１，１２に
向つて切粉除去用のエアーノズル２１，２２，２
３が取付けてあり、これらのノズル２１，２２，
２３は集合箱２４を介してエアーホース２５で圧
縮空気源（図示略）と連結する。図中Ｃはチヤツ
ク、ＮはチヤツクＣの爪、Ｔは刃物台（ターレツ
ト）を表わす。この刃物台Ｔはボールネジ等によ
つてＸ軸方向及びＺ軸方向に移動し、エンコーダ
等公知の位置検出器によつてその位置が検出され
る。

第７図および第８図において検出アーム８の非
検出時に上方へ回動して上部の上限ストツパ１７
により保持されているとき、主軸台１の前面に取
付けた切粉および切削水等の切削塵芥から検出装
置本体９および検出アーム８を防御する隔壁２
６，２７に設けた検出アーム８の通孔２８，２９
を開閉するドア３０を隔壁２６，２７間に摺動自
在に設ける。さらに詳述すれば、前記ドア３０は
外側の隔壁２７の内側の前記通孔２８の上方にブ
ラケツト３１，３２により水平に取付けたレール
３３に摺動自在に嵌装した摺動枠３４の下方に前
記通孔２８，２９よりやや広い巾で垂下させたド
ア板３５が取付けられており、隔壁２６の内側に
取付けた軸受３６に基部を軸着した油圧又は空気
圧によるシリンダ３７のロツド３８の先端と前記
摺動枠３４とを連結板３９により連結し、シリン
ダ３７によるドア３０の開閉は、検出アームの上
下回動に連動させる。

前述の検出装置本体９を、さらに詳述すると、
第９図乃至第１２図において検出アーム８の先端
の本体取付部４０に、ハウジング４１の基部４２
を取付ボルト４３，４３によつて螺結し、検出装
置本体９の軸心Ａ−Ａを検出アーム８の軸心と一
致させ、このハウジング４１の内部に軸心Ａ−Ａ
と交角方向に摺動孔４４とこの摺動孔４４に直角
に軸心方向にＴ字状に摺動孔４５を穿設し、この
摺動孔４４に検出軸４６をＺ軸方向に摺動自在に
嵌装し、この検出軸４６の中間に設けた溝４７
に、ハウジング４１の外部に螺締したストツパ４
８の突起４９を嵌入させて検出軸４６がＺ軸方向
にのみ摺動するように廻止めし、検出軸４６の前
記摺動孔４５側の中央にＶ字溝５０を設け、検出
軸４６の両端に前記検出ヘツド１０および１２を
調節自在に螺設し、軸心Ａ−Ａ方向の前記摺動孔
４５内に摺動できる外径のステンレス鋼球５１
を、この摺動孔４５に挿入して前記検出軸４６の
Ｖ軸溝５０に当接させ、さらにこの摺動孔４５に
スライドシヤフト５２を摺動自在に挿入し、この
スライドシヤフト５２にピン５３を直角方向に貫
通して取付け、ハウジング４１の円筒部５４に設
けた長孔５５，５５から両方へ突出させ、円筒部
５４に嵌装したブツシユ５６を貫通させ、スライ
ドシヤフト５２の基端面５７を前記ステンレス鋼
球５１に当接させ、スライドシヤフト５２の先端
（第１１図で左端）にロツド５８を螺設し、ハウ
ジング４１の円筒部５４の内部の段付端面５９に
当接させてリミツトスイツチ取付台６０を円筒部
５４のリミツトスイツチ収納室６１に嵌装し、コ
イルばね６２を介装してカバー６３を螺入してリ
ミツトスイツチ取付台６０を弾撥的に押え、この
リミツトスイツチ取付台６０に螺設した高感度検
出用リミツトスイツチ６４の検知端子６５と前記
ロツド５８の前端面６６との間に小間〓ｄを設
け、前記リミツトスイツチ６４のケーブル６７を
数値制御函（図示略）に接続し、円筒部５４の中
間にストツプリング６８で固定したリング６９と
前記ブツシユ５６との間にコイルばね７０を介装
し、円筒部５４の前記検知端子６５付近の両側に
は小間〓ｄを点検する点検用長孔７１，７１が穿
設してある。

一方、ハウジング４１の基部４２の前端上部に
ブラケツト７２をボルト７３，７３で螺結し、こ
のブラケツト７２に軸心Ａ−Ａと直角方向に水平
に挿孔７４を貫通して穿設し、この挿孔７４に挿
入したシヤフト７５のブラケツト７２の両側にニ
ードルベアリング７６，７６を嵌装し、このニー
ドルベアリング７６，７６を別のブラケツト７７
の支点に挿入して回動自在とし、このブラケツト
７７の上部後縁に架設した渡し材７８の中央に前
記端面切削用バイトB₂を検出する検出ヘツド１
１を螺設し、ブラケツト７７の両側の垂下部７
９，７９の前面７９′，７９′を前記ピン５３に当
接させ、一方の垂下部７９の下部に調節螺８０を
螺設し、この調節螺８０の先端８１を前記ハウジ
ング４１の基部４２の前面８２に当接させる。図
中８３は検出アーム８の本体取付部４０に被設し
たカバーを示す。

又、本実施例では、主軸２上方から検出装置本
体９を振り降す機構を示したが、主軸台１上に回
動軸４を固着する限り、主軸心Ｘ−Ｘ側方等から
検出アーム８を回動させるようにしても同様の効
果がある。

（発明の作用）本発明の作用を実施例の図によつて説明する
と、第１図および第２図において、加工を完了し
た加工物（図示略）をチヤツクＣから取外せば、
チヤツクＣの前面は空所となる。次に工具の位置
補正を必要とするもの（この場合、外径切削用バ
イトB₁を補正の対象とする）即ちバイトB₁が刃
物台（ターレツト）Ｔで割り出して切削位置の方
へ向くと、第７図において、隔壁２６の内側に設
けたシリンダ３７が作動してロツド３８を矢印Ｐ
方向に押出すと、ロツド３８の先端に連結板３９
を介して取付けたドア３０の摺動枠３４をレール
３３上で垂下させたドア板３５とともに矢印Ｐ方
向へ移動し、隔壁２６，２７に設けた通孔２８，
２９が開かれる。次に主軸台１の前上縁に設けた
ブラケツト３に取付けた揺動モータ７が作動し、
これに連結された回動軸４を矢印Ｒ方向に回動す
ると、この回動軸４に基端を固定した形状で先
端に検出装置本体９を取付けた検出アーム８も、
検出装置本体９に装着された検出ヘツド１０，１
１，１２が切削水や切り粉等の切削塵芥がかから
ない隔壁２６，２７の第２図左方の退避位置か
ら、前記通孔２８，２９を通過して矢印Ｒ方向に
回動し、検出アーム８の途中に設けた当接片１９
が主軸台１に設けた下限ストツパ１８の先端の調
節螺２０に当接して検出アーム８の先端の検出装
置本体９が、主軸２の前方、即ち第２図右方の、
通常の切削が行なわれて、切削水や切り粉等の切
削塵芥がかかる、主軸台と刃物台の加工のための
移動平面（第２図Ｘ−Ｘ軸を通過して紙面と直角
な方向）内の測定位置にその検出ヘツド１０，１
１，１２を位置決めさせた形で位置決めされる
（第２，５，６図参照）。この際、検出アーム８
は、屈曲した形で形成されているので、検出アー
ム８を矢印Ｒ方向に回動させても、チヤツクとア
ームが干渉するようなことは無く、検出装置本体
９は正確にチヤツクの前方に位置決めされる。ま
た、アーム８の回動と同時に第１図および第４図
において回動軸４の中間のカム１３が矢印Ｒ方向
に回転して、ブラケツト３に内装した回動位置検
出用のリミツトスイツチ１４，１５に接触すると
揺動モータ７が停止する。

なお、この際、下限ストツパ１８の調節螺２０
を適宜調整して、検出装置本体９が、正確な測定
位置、即ち各検出ヘツド１０，１１，１２が刃物
台と主軸台の加工のための移動平面上に共に位置
するようにするが、下限ストツパ１８の調整が多
少適正を欠いた場合でも、各検出ヘツド１０，１
１，１２の、測定面としての表面１０′，１１′，
１２′が向く延長線方向に対してずれる量は、検
出アーム８の矢印Ｒ方向における旋回角度のずれ
量の影響を直接受けることが少ない。即ち、検出
アーム８による検出ヘツド１０，１１，１２の移
動平面に対する回動方向は、移動平面に対して直
交する方向であり、しかも検出ヘツド１０，１
１，１２の測定面としての表面１０′，１１′，１
２′が向く延長線方向が主軸台と刃物台の加工の
ための移動平面に平行に設定されているので、検
出アーム８が多少該相対移動平面に対して第２図
上下方向にずれたとしても、測定面としての表面
１０′，１２′が向く方向である図中Ｚ軸方向には
その影響が無く、更に表面１１′が向く方向であ
る図中Ｘ軸方向に対してのみ影響が生じる。従つ
て、旋盤の加工上特に重要な、ワーク径方向の寸
法（図中Ｚ−Ｚ軸方向）については極めて高い精
度での位置決めが可能となる。また、主軸軸心方
向に対する位置ずれ量についても、検出ヘツド１
１が第２図下方及びＸ軸方向にずれた量のＸ軸方
向の投影成分だけとなるので、検出アーム８の矢
印Ｒ方向の位置ずれの影響を大きく緩和すること
が出来る。なお、検出アーム８の主軸台と刃物台
の加工のための移動平面に対する回動角度は、本
実施例に示すように、直角の場合が各測定面１
０′，１２′に対するアーム８の矢印Ｒ方向の位置
ずれの影響を無くすことが出来て最も望ましい
が、アーム８の矢印Ｒ方向の位置ずれ量そのもの
が小さい量であることを考慮すると、各測定面と
しての表面１０′，１１′，１２′のＸ軸及びＺ軸
に対する位置ずれの影響は矢印Ｒ方向のアームの
位置ずれ量に比して更に小さくなるので、アーム
８の該移動平面に対する回動角度は、該移動平面
に対して交差する方向とすることも出来る。

次に第２図において検出アーム８に取付けた切
粉除去用のエアーノズル２１，２２，２３から圧
縮空気が噴出し、刃先が検出ヘツド１０，１１，
１２に接触する際に刃先に付着した切り粉等を除
去し、刃先を清浄にする。第１図において刃物台
Ｔが矢印Ｑ方向に急速に移動して刃物台Ｔに取付
けた外径切削用バイトB₁が検出装置本体９に急
速に接近した後、あらかじめNC装置に入力され
た位置から徐行に移り、バイトB₁の刃先B₁′が静
かに外径切削用検出ヘツド１０の表面１０′に当
接する（第１２図参照）。この際、外径切削用検
出ヘツド１０は、外径加工時における刃先測定用
に設けられているので、オペレータは、外径切削
用バイトB₁をどの検出ヘツドを用いて測定すべ
きかについて何ら迷うこと無く、加工内容に対応
して設けられた外径切削用検出ヘツド１０を選択
して、計測動作を行うことが出来る。

検出作用を詳述すると、第１１図において、外
径切削用バイトB₁の刃先B₁′が検出ヘツド１０の
表面１０′に当接して検出軸４６を矢印Ｚ方向へ
押すと、検出軸４６に設けたＶ字溝５０の斜面５
０′がステンレス鋼球５１を矢印Ｘ方向へ押し、
このステンレス鋼球５１は摺動孔４５内を矢印Ｘ
方向へ移動し、基端面５７をコイルばね７０の弾
撥力で当接させたスライドシヤフト５２をコイル
ばね７０の弾撥力に抗して矢印Ｘ方向へ摺動させ
ると、第９図において、このスライドシヤフト５
２の先端に螺設したロツド５８も矢印Ｘ方向に移
動し、このロツド５８の前端面６６は、高感度検
出用リミツトスイツチ６４の検知端子６５との間
に予め設定した小間〓ｄ（0.5mmに調整）がなくな
り、検知端子６５に当接し、高感度検出用リミツ
トスイツチ６４が作動した瞬間にバイトB₁の移
動が止まり、そのときの座標値と予め指令された
測定位置の座標値の差分をNC制御装置が自動的
に測定し、計算し、バイトB₁の刃先位置とする。
誤つてバイトB₁が高感度検出用リミツトスイツ
チ６４を作動しても停止しない場合（手動動作
等）、高感度検出用リミツトスイツチ６４をコイ
ルバネ６２に抗して押しつけて、高感度検出用リ
ミツトスイツチ６４を保護する。

刃先位置が検知され、NC制御装置内の数値が
自動補正されると、清浄用のエアーノズル２１，
２２，２３からの空気噴出が停止し、主軸台１に
設けたブラケツト３に取付けた揺動モータ７の回
動軸４がさきとは逆の矢印R′方向に回転し、回
動軸４に基部を固定した検出アーム８も、それま
での相対移動平面上から矢印R′方向に回動して
隔壁２６，２７に設けた通孔２８，２９を通つて
上限ストツパ１７に当接すると回動軸４に成形し
たカム１３が回動位置検出用のリミツトスイツチ
１４，１５に触れて揺動モータ７は停止する。検
出アーム８が上限ストツパ１７で停止すると、隔
壁２６に設けたシリンダ３７が矢印P′方向に作動
して、ドア３０のドア板３５を矢印P′方向に引戻
して通孔２８，２９を閉鎖するので、検出ヘツド
１０，１１，１２は退避位置に位置決めされ、切
削作業中に切粉および切削水等の切削塵芥から検
出装置本体９の検出ヘツド１０，１１，１２を防
護することができる。

検出アーム８の基部は主軸台１の主軸２上に軸
着させてあるので、バイトB₁の刃先B₁′の刃先位
置の補正量には、バイトB₁の刃先B₁′の摩耗ばか
りでなく、数値制御旋盤Ｌのボールねじおよび旋
盤構体（何れも図示略）等の熱変位による伸縮に
起因する誤差の補正も同時に含まれている。ま
た、刃先位置の測定は、チヤツクの前方で行なわ
れているので、当該測定された工具を用いた加工
が、当該工具の刃先を測定した位置の近傍で行わ
れることとなり、刃先測定位置と実際の加工位置
を極めて近接した形で設定することが可能とな
り、刃先測定位置と実際の加工位置との間で刃物
台等の駆動系の誤差に基づく加工精度の低下を極
力防止することが出来、高精度の加工が可能とな
る。

次に内径切削用バイトB₃の検出作用を説明す
る。

刃先検出動作は、バイトB₃の刃先B₃′を内径切
削用検出ヘツド１２の表面１２′に当接させると、
検出軸４６が矢印Z′方向に移動し、Ｖ字溝５０の
斜面５０″がステンレス鋼球５１を矢印Ｘ方向に
摺動させ、その他の作用は外径切削用バイトB₁
の場合と同様である。この際、内径切削用検出ヘ
ツド１２は、内径加工時における刃先測定用に設
けられているので、オペレータは、内径切削用バ
イトB₃をどの検出ヘツドを用いて測定すべきか
について何ら迷うこと無く、加工内容に対応して
設けられた内径切削用検出ヘツド１２を選択し
て、計測動作を行うことが出来る。

次に端面切削用バイトB₂の検出作用を説明す
る。検出動作は、以下のようにして行われる。ま
ず、第１２図においてバイトB₂の刃先B₂′がハウ
ジング４１の上部にブラケツト７２を介して設け
たブラケツト７７の渡し材７８の中央に取付けた
端面切削用検出ヘツド１１の表面１１′に当接し
て押し進めると、第９図および第１０図において
ハウジング４１の基部４２の上部に取付けたブラ
ケツト７２に軸心Ａ−Ａと直角に挿通したシヤフ
ト７５を支点として回動自在に取付けた前記ブラ
ケツト７７はシヤフト７５を軸心として矢印Ｓ方
向に回動し、垂下部７９，７９の前面７９′，７
９′がコイルばね７０により弾装されたブツシユ
５６に挿通したピン５３を矢印Ｘ方向に押すので
ピン５３を挿通したスライドシヤフト５２はコイ
ルばね７０の弾撥力に抗して矢印Ｘ方向に押され
る。垂下部７９に螺設した調節螺８０の先端８１
をハウジング４１の基部４２の前面８２に当接さ
せてブラケツト７７の戻り時の位置即ち端面切削
用検出ヘツド１１の表面１１′のスタート位置を
正規の位置に微調節する。

その他の作用は外径切削用バイトB₁および内
径切削用バイトB₃の場合と同様であるが、この
際、端面切削用検出ヘツド１１は、端面加工時に
おける刃先測定用に設けられているので、オペレ
ータは、端面切削用バイトB₂をどの検出ヘツド
を用いて測定すべきかについて何ら迷うこと無
く、加工内容に対応して設けられた端面切削用検
出ヘツド１１を選択して、計測動作を行うことが
出来る。

（発明の効果）本発明は、主軸台１を有し、該主軸台１にチヤ
ツク等のワーク保持手段の設けられた主軸を回転
自在に設け、少なくとも外径切削用バイトB₁等
の外形加工用工具および内径切削用バイトB₃等
の内径加工用工具を装着し得る刃物台Ｔを設け、
前記主軸軸心に平行なＸ−Ｘ軸等の第１の方向と
Ｚ−Ｚ軸等の前記主軸に直角な第２の方向に、前
記主軸と刃物台を相対的に移動させることにより
前記ワークを加工する工作機械において、前記主
軸台に全体が屈曲したアーム形状を有する検出ア
ーム８等の屈曲アームを揺動自在に装着し、前記
屈曲アームの先端部に検出装置本体９等の計測装
置本体を、前記屈曲アームの揺動動作により、前
記主軸台と刃物台との加工のための移動平面から
退避する退避位置と、前記主軸台と刃物台との加
工のための移動平面内でかつ前記ワーク保持手段
の前方に設けられた計測位置との間で移動自在に
設け、該計測装置本体の外側に、前記第１の方向
に端面加工用検出ヘツドを設けると共に、前記第
２の方向に背向した形で外形加工用検出ヘツド及
び内径加工用検出ヘツドを、前記外形加工用検出
ヘツドを前記刃物台に近い側に前記内径加工用検
出ヘツドをその反対側に配置した形で設け、前記
各検出ヘツドの測定面が向く方向が互いに交差し
ない形で、かつそれらの測定面が押動自在にそれ
ぞれ設け、前記各検出ヘツドと工作機械に設けた
自動制御装置とを信号伝送路を介して接続して構
成したので、外径加工、内径加工、端面加工と三
つの加工についての刃先位置の測定が１個の検出
装置で行うことができるので、極めて好都合であ
る。

又、該計測装置本体の外側に、前記第１の方向
に端面加工用検出ヘツドを設けると共に、前記第
２の方向に背向した形で外形加工用検出ヘツド及
び内径加工用検出ヘツドを、前記外形加工用検出
ヘツドを前記刃物台に近い側に前記内径加工用検
出ヘツドをその反対側に配置した形で設け、表面
１０′，１１′，１２′等の前記各検出ヘツドの測
定面が向く方向が互いに交差しない形で、かつそ
れ等の測定面を押動自在にそれぞれ設けたので、
各検出ヘツドが加工内容に応じた形で設けられ、
外形加工、端面加工、内径加工に使用する工具の
刃先位置の測定に際して、オペレータは実行すべ
き加工内容に応じて刃先を対応する検出ヘツドに
押しつけることにより、直ちに当該加工に必要な
適正な刃先位置を検出することが出来る。

また、各検出ヘツドをそれらの測定面を押動自
在にそれぞれ設けたので、刃先の測定に際して、
刃先が検出ヘツドに当接した際の衝撃を緩和する
ことが出来、ブロツクを用いた測定の場合のよう
に刃先とブロツクの衝突により刃先を痛めてしま
うような事態の発生を未然に防止することが出来
るばかりか、各検出ヘツドの測定面を各測定方向
について独立させた形で構成することが出来、単
純にブロツクに複数の測定面を形成した場合のよ
うに測定装置本体が大型化することが無く、測定
面が大型化して測定位置にバラツキが生じ、測定
誤差が生じる危険性を排除することが可能とな
る。また、その測定位置への位置決めも小さな駆
動力で容易にかつ正確に行うことが出来るばかり
か、各検出ヘツドの測定面を単一の測定方向につ
いてのみ正確に加工し、装着するだけで良いの
で、測定装置の製作及び組立が容易となる。ま
た、一つの検出ヘツドの組立及び装着誤差更には
測定面の経時変化に起因する測定誤差が他の検出
ヘツドの測定誤差に影響を与えることがないの
で、信頼性の高い刃先位置検出装置を提供するこ
とが出来る。

更に、刃先の測定に際して検出装置本体が、主
軸台と刃物台との加工のための移動平面内でかつ
前記ワーク保持手段の前方の計測位置に位置決め
されるので、測定された工具を用いた加工が、当
該工具の刃先を測定した位置の近傍で行われるこ
ととなり、刃先測定位置と実際の加工位置を極め
て近接した形で設定することが可能となり、刃先
測定位置と実際の加工位置との間で刃物台等の駆
動系の誤差に基づく加工精度の低下を極力防止す
ることが出来、生爪加工を含む高精度加工を容易
に実現することが出来る。

また、検出装置本体が刃物台に屈曲アームを介
して移動自在に設けられているので、主軸台と刃
物台間の熱変位の影響を考慮した形で刃先計測を
行なうことが出来るばかりか、その計測位置を屈
曲アームにより、ワーク保持手段との干渉を排除
しつつワーク保持手段の前方に設定することが出
来るので、前述の刃先計測位置と実際の加工位置
の接近による高精度加工と刃物台と主軸台間の熱
変位の影響を共に考慮した形で刃先計測動作を行
なうことが可能となり、従来の計測装置に無い極
めて高精度の加工が可能となる。

また、退避位置に、検出ヘツドを切削塵芥から
保護するカバー手段を設けることにより、刃先の
非測定時には、カバー手段がワークの加工中に生
じる切削水、切り粉等の切削塵芥から各検出ヘツ
ドを防護するので、切削塵芥の付着に起因する計
測装置の故障等の発生を未然に防止することが出
来、適正な測定性能を長期に亙り維持することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の主要部の一部断面側
面図、第２図は同正面図、第３図は揺動モータ取
付部の側面図、第４図は同断面図、第５図は同下
限ストツパ取付部の側面図、第６図は同正面図、
第７図はドア取付部の平面図、第８図は同側面
図、第９図は同検出装置本体の一部断面拡大平面
図、第１０図は同拡大正面図、第１１図は同ハウ
ジング基部の断面拡大平面図、第１２図は同拡大
側面図である。（主要部分の符号の説明）、１……主軸台、４
……回動軸、７……揺動モータ、８……検出アー
ム、９……検出装置本体、１０……検出ヘツド
（外径切削用）、１１……検出ヘツド（端面切削
用）、１２……検出ヘツド（内径切削用）、１３…
…カム、２６……隔壁、２７……隔壁、２８……
通孔、２９……通孔、３０……ドア、３７……シ
リンダ、B₁……バイト（外径切削用）、B₁′……
刃先（バイトの）、B₂……バイト（端面切削用）、
B₂′……刃先（バイトの）、B₃……バイト（内径
切削用）、B₃′……刃先（バイトの）、Ｔ……刃物
台、Ｘ−Ｘ……主軸心、Ａ−Ａ……中心線（アー
ムの）。

Claims

【特許請求の範囲】１主軸台を有し、該主軸台にワーク保持手段の設けられた主軸を
回転自在に設け、少なくとも外形加工用工具および内径加工用工
具を装着し得る刃物台を設け、前記主軸軸心に平行な第１の方向と前記主軸に
直角な第２の方向に、前記主軸と刃物台を相対的
に移動させることにより前記ワークを加工する工
作機械において、前記主軸台に全体が屈曲したアーム形状を有す
る屈曲アームを揺動自在に装着し、前記屈曲アームの先端部に計測装置本体を、前
記屈曲アームの揺動動作により、前記主軸台と刃
物台との加工のための移動平面から退避する退避
位置と、前記主軸台と刃物台との加工のための移
動平面内でかつ前記ワーク保持手段の前方に設け
られた計測位置との間で移動自在に設け、該計測装置本体の外側に、前記第１の方向に端
面加工用検出ヘツドを設けると共に、前記第２の
方向に背向した形で外形加工用検出ヘツド及び内
径加工用検出ヘツドを、前記外形加工用検出ヘツ
ドを前記刃物台に近い側に前記内径加工用検出ヘ
ツドをその反対側に配置した形で設け、前記各検出ヘツドの測定面が向く方向が互いに
交差しない形で、かつそれらの測定面を押動自在
にそれぞれ設け、前記各検出ヘツドと工作機械に設けた自動制御
装置とを信号伝送路を介して接続して構成した工
作機械における刃先位置検出装置。２主軸台を有し、該主軸台にワーク保持手段の設けられた主軸を
回転自在に設け、少なくとも外形加工用工具および内径加工用工
具を装着し得る刃物台を設け、前記主軸軸心に平行な第１の方向と前記主軸に
直角な第２の方向に、前記主軸と刃物台を相対的
に移動させることにより前記ワークを加工する工
作機械において、前記主軸台に全体が屈曲したアーム形状を有す
る屈曲アームを揺動自在に装着し、前記屈曲アームの先端部に計測装置本体を、前
記屈曲アームの揺動動作により、前記主軸台と刃
物台との加工のための移動平面から退避する退避
位置と、前記主軸台と刃物台との加工のための移
動平面内でかつ前記ワーク保持手段の前方に設け
られた計測位置との間で移動自在に設け、該計測装置本体の外側に、前記第１の方向に端
面加工用検出ヘツドを設けると共に、前記第２の
方向に背向した形で外形加工用検出ヘツド及び内
径加工用検出ヘツドを、前記外形加工用検出ヘツ
ドを前記刃物台に近い側に前記内径加工用検出ヘ
ツドをその反対側に配置した形で設け、前記各検出ヘツドの測定面が向く方向が互いに
交差しない形で、かつそれらの測定面が押動自在
にそれぞれ設け、前記退避位置に、前記計測装置本体の検出ヘツ
ドを、前記ワーク保持手段に保持されたワークの
切削作業中に生じる切削塵芥に対して防護するカ
バー手段を設け、前記各検出ヘツドと工作機械に設けた自動制御
装置とを信号伝送路を介して接続して構成した工
作機械における刃先位置検出装置。