JPH0617802U - 検出ヘッド追従装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 旋盤加工におけるバイトの折損による加工面
の粗さを計測したり、加工面の断面形状を画像処理で認
識する検出ヘッドを常に被加工物の回転軸芯に対して工
具と軸対称に動かして最終仕上加工での仕損費を減少
し、無人化加工を実現する。 【構成】 工具搭載ベッド１の端部に検出ヘッド追従装
置のベース板３を嵌挿する。ベース板３上にスライド１
１を摺動可能に装着する。スライド１１及びベッド台２
の側面には夫々上部ラックギア１０、下部ラックギア２
０が固定され、スプライン軸９に固定された上部ピニオ
ンギア８と下部ピニオンギア７とに噛み合う。上部ピニ
オンギア８は下部ピニオンギア７の２倍の歯数となる同
一モジュールのピニオンギアで構成する。その結果検出
ヘッド１８は工具２３に対し常に軸対象位置に保たれ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は各種製品の機械加工（旋盤加工）における工具の異常を検知する装置 に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来旋盤加工において、バイトの折損等工具の異常が生じた場合この工具異常 を検知する技術は現段階において実用されているものが存在しない。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、各種製品の部品には旋盤加工を行なうものが多い。 従来旋盤加工での工具（バイト）が折損した場合、品物に要求される寸法精度 を満すことが不可能となり、補修するか代替品を至急準備する必要が生じ、工程 の大幅遅れやクレーム費の増大を招いている。

【０００４】 一方、近年旋盤加工はＮＣ化が進み、作業者は数台の旋盤を管理しているため 、工具の折損を発見するのが遅れるケースが多い。

【０００５】 本考案は上記従来技術の不具合点を解消し、工具異常検知技術を実用化し、仕 損費の減少ならびに無人化工法の実現を可能とした新たな検出ヘッド追従装置を 提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するための構成として本考案の検出ヘッド追従装置は、工具搭 載ベッド上に工具搭載台を介して工具を取付けると共に、該ベッドの他端に、被 加工物を挟んでほぼ対称位置に検出ヘッドを追従機構を介して取付ける工具異常 検出用の検出ヘッド追従装置において、前記検出ヘッド追従機構を、工具の径方 向の動きに対応して検出ヘッドが常に軸対称の動きをするよう前記工具搭載ベッ ドの先端部に万力方式で固定し、さらに該検出ヘッド追従機構の上下方向に、同 一モジュールで、歯数が上部が下部の２倍の比率の歯数となるピニオンギヤを同 一軸上で配設し、該ピニオンギアのうち、下端のピニオンギアを、前記工具搭載 ベッドを径方向に移動可能としたベッド台に磁石を用いて取付けたラックギアと 噛み合うよう構成すると共に、上端のピニオンギアを、前記検出ヘッド追従機構 の上部に設けた検出ヘッドを径方向に移動させるためのスライドと一体的に装着 したラックギアと噛み合うよう構成し、前記スライド上に検出ヘッドを搭載した ことを特徴としている。

【０００７】

【作用】

本考案の検出ヘッド追従装置は、工具の異常を検知する手段として、被加工物 を挟んで工具とほぼ対称する位置に例えば超音波方式または画像処理方式などで 工具の切れあじ、すなわち加工面の粗さを計測したり、工具先端形状に相当する 加工面の断面形状を画像処理で認識する検出ヘッドをセットした工具異常検知装 置を具備し、この検出ヘッドを工具の径方向の動きに対して常に軸対称の動きを するようにしている。

【０００８】 工具搭載ベッド上に工具搭載台を介して工具が配置され、また検出ヘッドも工 具搭載ベッド上の他端に追従装置を介して取付けられているので被加工物の直径 がＤ₁ →Ｄ₂ に変ると、Ｄ₂ −Ｄ₁ ／２＝ｘ_mmだけ工具が被加工物の回転軸芯よ り離れる方向に動くので、検出ヘッドも工具と同一ベッド上に搭載されているた め、追従装置がなければ検出ヘッドは衝突してしまう。（あるいは軸芯方向へｘ _mm 移動する。）

【０００９】 その対策として追従装置ではｘ_mmの２倍軸芯から離れることが必要である。

【００１０】 このための機構として本考案における検出ヘッドの追従装置では、工具搭載ベ ッドの径方向移動用ベッド台に磁石により取付けたラックと噛み合うピニオンギ アと、同ピニオンギアと同軸で、上方の追従機構を搭載したスライドに取付けた ラックと噛み合うピニオンギアとの歯数が、上部ピニオンギアが下部ピニオンギ アの２倍の比率としたため、工具搭載ベッドがｘ_mm軸芯から離れると歯数が２倍 の上方ピニオンギアと噛み合ったラックギア、及びこれと一体的の検出ヘッドが ２ｘ_mm回転軸芯から離れる方向に動き、工具搭載ベッドと一緒に動くｘ_mmを差引 いて軸対称を保つ。

【００１１】

【実施例】

以下図面により本考案の一実施例について説明すると、図１は本考案の一実施 例に係る検出ヘッド追従装置の全体斜視図、図２は同装置における検出ヘッドと 工具の動作説明図、図３は同装置の動作前の状態を示す正面図、図４は同装置の 動作後の状態を示す正面図、図５は同装置の移動量の説明図である。

【００１２】 これらの図において、１は旋盤の工具搭載ベッドで、同ベッド上に、工具２３ 、ターレット２２を配置した工具搭載台２１を固定し、ベッド台２と共に被加工 物２４の軸方向に移動可能に構成すると共にベッド台２の上を被加工物２４の径 方向に移動するよう構成される。

【００１３】 ３は検出ヘッド追従装置のベース板で前記工具搭載ベッド１の端部に上方より 被覆するような状態で嵌挿され、ネジ４、ハンドル５により固定される。

【００１４】 ６はベース板３上に載置された上下スライドで、同スライド６内に配設したス プライン軸９を利用してその高さを調整可能にしており、工具搭載ベッド１から 旋盤の回転軸芯までの高さが異なる旋盤に対応するよう構成している。

【００１５】 スプライン軸９の上端及び下端には上部ピニオンギア８及び下部ピニオンギア ７がそれぞれ固定されており、上部ピニオンギア８は下部ピニオンギア７の２倍 の歯数となる同一モジュールのピニオンギアで構成する。

【００１６】 工具２３とは被加工物２４を挟んで、その回転軸と対称位置側に配置され、上 部ピニオンギア８と噛み合う上部ラックギア１０を側部に固定したスライド１１ が、被加工物２４の径方向に対して摺動可能に配設され、このスライド１１上に さらに小型スライド１３を介して検出ヘッド１８を搭載している。

【００１７】 検出ヘッドとしては、例えば超音波方式や画像処理方式で工具の切れあじすな わち、加工面の粗さを計測したり、工具先端形状に相当する加工面の断面形状を 画像処理で認識する検出ヘッドが適用される。

【００１８】 この検出ヘッド１８は、常に被加工物２４の回転軸芯に対して工具２３と軸対 称に動く必要がある。

【００１９】 １２はスライド１１と上部ラックギア１０とを連結するための連結板である。

【００２０】 小型スライド１３は検出ヘッド１８と被加工物２４との距離を調整するため小 型電動モータ１４、同モータで回転するピニオンギア１５、図示していないラッ クギアを設けており小型電動モータ１４の駆動により検出ヘッド１８の径方向の 位置を調整する。

【００２１】 又最初のセット時や、ターレット２２によって工具２３の長さが変るのをあら かじめ設定量だけ自動的に検出ヘッド１８を移動させるのにも役立つ。

【００２２】 １６は検出ヘッド１８が工具２３の進行方向（軸方向）に対して角度をもたせ ておく場合、ターレット２２によって逆方向に切削する工具２３に切替った場合 、その信号をもらって１８０度検出ヘッド１８を旋回させるためのエアーモータ である。

【００２３】 １７は旋回軸より検出ヘッド１８に角度をもたせるための支持アームである。

【００２４】 スプライン軸９の下端に取付けた下部ピニオンギア７は、工具搭載ベッド１の 径方向移動用ベッド台２に磁石１９を用いて取付けた下部ラックギア２０と噛み 合うよう構成される。

【００２５】 符号３〜１７および１９〜２０に示す構成部材により検出ヘッド追従装置は構 成される。

【００２６】 また符号１３〜１７で示す各部材は、検出ヘッド１８と被加工物２４との距離 を調整するための小型スライド１３と、検出ヘッドの角度を変えるための機構を 設けたもので本案追従機構の本質からは直接関係ない。

【００２７】 次ぎに本装置の作用について説明すると、工具２３の軸方向の動きに対して同 じ動きをするため、検出ヘッド１８は工具搭載ベッド１上の工具と反対側に取付 けるのがよいが、工具と同一ベッドに搭載しているため、例えば工具が１０ｍｍ 軸芯より離れる方向に動くと、検出ヘッドは被加工物に１０ｍｍ近づくか、すぐ に衝突して破損してしまう。このため工具が１０ｍｍ離れると搭載ベッド上で２ ０ｍｍ反対方向に動く機構が必要となる。

【００２８】 図２に示すように、被加工物２４の直径がＤ₁ からＤ₂ に変化する場合、工具 ２３は図示のからを通っての位置にＮＣ情報に基づいて移動する。この場 合軸対称に取付けた検出ヘッド１８も常に軸対称を保持する必要がある。

【００２９】 工具搭載ベッド１上に工具搭載台２１を介して工具２３があり、又検出ヘッド １８もベッド１の他端に追従装置を介して取付けているので工具２３がＤ₁ →Ｄ ₂ に変るとＤ₂ −Ｄ₁ ／２＝ｘ_mm工具２３は回転軸芯より離れるので、追従装置 がなければ検出ヘッド１８は被加工物２４に衝突してしまう。（あるいは軸芯方 向へｘ_mm移動）

【００３０】 その対策として追従装置ではｘ_mmの２倍軸芯から離れることが必要となる。

【００３１】 そのためベッド台２に下部ラックギア２０を磁石で取付け、ベッド１に取付け た下部ピニオンギア７がベッド１の移動量（ｘ_mm）に応じた角度分だけ回転する と図５に示すように２倍の歯数の上部ピニオンギア８が回転し、検出ヘッド１８ を動かす上部ラックギア１０がベッド１の移動方向とは逆方向に２×ｘ_mm移動す る。そして工具搭載ベッドと一緒に動くｘ_mmを差引いて軸対称を保つ。

【００３２】 なお上部ピニオンギア、下部ピニオンギアは、それぞれはすば歯車などを用い てバックラッシを殆んど無いようにしている。

【００３３】 以上本考案の一実施例につき縷々説明したが本考案は上記実施例に限定される ものでなく、本考案の技術思想の範囲内において種々設計変更し得るものであり 、それらは何れも本考案の技術的範囲に属する。

【００３４】

【考案の効果】

本考案の検出ヘッド追従装置によれば、旋盤加工における工具の径方向の動き に対して工具の異常を検知する超音波方式あるいは画像処理方式等に必要な検出 ヘッドを、常に軸対称の動きをするようにしたので、検出ヘッドが被加工物に衝 突したりすることなく、工具の折損などの異常を速やかに発見できる。

【００３５】 そして、最終仕上加工での仕損費を低減し、さらに無人化加工を実現でき生産 性を著しく向上することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る検出ヘッド追従装置の
全体斜視図である。

【図２】同装置における検出ヘッドと工具の動作図であ
る。

【図３】同装置の動作前の状態を示す正面図である。

【図４】同装置の動作後の状態を示す正面図である。

【図５】同装置における検出ヘッド追従装置の移動量を
示す説明図である。

【符号の説明】

１ 工具搭載ベッド ２ ベッド台 ３ ベース板 ６ 上下スライド ７ 下部ピニオンギア ８ 上部ピニオンギア ９ スプライン軸 １０ 上部ラックギア １１ スライド １８ 検出ヘッド １９ 磁石 ２０ 下部ラックギア ２１ 工具搭載台 ２２ ターレット ２３ 工具 ２４ 被加工物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 芝池 国雄 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具搭載ベッド上に工具搭載台を介して
   工具を取付けると共に、該ベッドの他端に被加工物を挟
   んでほぼ対称位置に検出ヘッドを追従機構を介して取付
   ける工具異常検出用の検出ヘッド追従装置において、前
   記検出ヘッド追従機構を、工具の径方向の動きに対応し
   て検出ヘッドが常に軸対称の動きをするよう前記工具搭
   載ベッドの先端部に万力方式で固定し、さらに該検出ヘ
   ッド追従機構の上下方向に、同一モジュールで、歯数が
   上部が下部の２倍の比率の歯数となるピニオンギアを同
   一軸上で配設し、該ピニオンギアのうち、下端のピニオ
   ンギアを、前記工具搭載ベッドを径方向に移動可能とし
   たベッド台に磁石を用いて取付けたラックギアと噛み合
   うよう構成すると共に、上端のピニオンギアを、前記検
   出ヘッド追従機構の上部に設けた、検出ヘッドを径方向
   に移動させるためのスライドと一体的に装着したラック
   ギアと噛み合うよう構成し、前記スライド上に検出ヘッ
   ドを搭載したことを特徴とする検出ヘッド追従装置。