JPH06297300A - 数値制御旋盤のターレット刃物台 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】数値制御旋盤のターレット刃物台のターレット
に工具先端位置測定装置を設けて工具刃先の磨耗等を検
出し、他の補助手段又は検出手段と交換可能とすること
によって少スペース化及びプログラムの簡素化を図る。 【構成】複数の工具ホルダをそれぞれ取付け可能とした
複数の工具ホルダ取付け面７（７ａ）を有するターレッ
ト６を備えた数値制御旋盤のターレット刃物台におい
て、センサ端子５５で工具５０の先端位置を検出する工
具先端位置測定装置５１を工具ホルダ取付け面７（７
ａ）に設け、センサ端子５５で検出した検出信号を制御
部に伝達する電気接続端子手段（５２、５３、５４）を
ターレット６に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は数値制御旋盤のターレッ
ト刃物台に係り、特に長時間無人運転をする数値制御旋
盤に好適に適用される工具の刃先位置を測定して工具の
磨耗や欠けを検出する工具先端位置測定装置を備えた数
値制御旋盤のターレット刃物台に関する。

【０００２】

【従来の技術】数値制御旋盤を長時間無人運転するに
は、数値制御旋盤の無人運転に必要な各種の検出手段、
例えば工具の刃先の位置を測定して工具の磨耗や賭を検
出し、磨耗に応じて工具の原点位置の座標を補正し、或
いは工具の交換を指示する工具先端位置測定装置を必要
とする。

【０００３】従来、前記した工具先端位置測定装置の測
定端子は、通常、独立した工具先端位置測定装置の測定
端子として設けられており、独立した駆動軸又は駆動手
段を有していた。また、この工具先端位置測定装置は、
マシニングセンタやフライス盤にはしばしば取付けられ
ていたが、旋盤に使用されることは殆どなく、旋盤で
は、専らツールプリセッタの精度に依存していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】長時間の無人運転のた
めには、工具先端位置測定装置以外にも、各種の補助手
段（例えばワーク取出装置や切粉排除装置等）や検出手
段（例えばワーク寸法の自動計測装置等）を必要とする
場合が多いが、従来技術においては、これらの補助手段
や検出手段の組み合わせや互換性、相互の配置等につい
ては殆ど配慮されておらず、それぞれ独立した位置に独
立した装置を設け、それぞれ専用の移動機構を有してい
るので、長時間の無人運転をする場合に、無人運転に必
要な各種の補助手段や検出手段を取付けると、旋盤の内
部が輻輳してスペースの余裕がなくなり、刃物台のバイ
トの位置や各種の補助手段や検出手段を制御するプログ
ラムも、相互に全く関係なくそれぞれ独立した制御プロ
グラムを作成することとなり、これら制御プログラムで
使用する指令コードも各種あって、煩雑なものであっ
た。

【０００５】本発明の目的は、数値制御旋盤のターレッ
ト刃物台のターレットに工具先端位置測定装置を設けて
工具刃先の磨耗等を検出し、他の補助手段又は検出手段
と交換可能とすることによって少スペース化及びプログ
ラムの簡素化を図ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、複数の工具ホルダをそれぞれ取付け
可能とした複数の工具ホルダ取付け面を有するターレッ
トを備えた数値制御旋盤のターレット刃物台において、
測定端子で工具の先端位置を検出する工具先端位置測定
装置を前記工具ホルダ取付け面に設け、前記測定端子で
検出した検出信号を制御部に伝達する電気接続端子手段
を前記ターレットに設けたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】ターレット刃物台の工具ホルダ取付け面に、工
具先端位置測定装置を設けたので、他の補助手段（例え
ばワーク取出装置や切粉排除装置等）や検出手段（例え
ばワーク寸法の自動計測装置等）も相互に互換性を持っ
て取付け可能であり、また専用の移動機構が不要となり
少スペース化が図れる。またターレットに流体供給手段
及び電気接続端子手段を設けたので、単に取付けて演算
処理手段で電磁弁を制御するのみで所定のタイミングで
測定部をエアブローすることができると共に、測定端子
の出力は、電気接続端子手段を介して接続するのみで測
定端子の電気信号を制御部を介して数値制御旋盤の演算
制御手段に伝達することができる。このため、プログラ
ムも数値制御旋盤の演算制御手段で工具先端位置測定装
置を制御することができると同時に、測定端子で測定し
た測定結果もそのまま数値制御旋盤の演算制御手段に入
力し、そのまま工具補正値として使用できるのでプログ
ラムの簡素化が図れる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図７によ
り説明する。まず、公知の数値制御旋盤の構成の概要に
ついて説明する。従来の数値制御旋盤は、特公平４−２
９４８２号公報に示されているように、少なくとも回転
する主軸を支持する主軸台と、主軸台に対して主軸の中
心線と平行方向及び直交方向に相対的に移動する刃物台
とを有し、主軸に把持されたワークを、相対的に移動す
る刃物台に保持された工具で切削加工を行うものであ
る。そして、この刃物台は、ターレット刃物台であるこ
とが多く、通常、ワークを交互に加工するために、相互
に独立して駆動制御される刃物台を２個以上有している
ことが多い。特公平４−２９４８２号公報に開示されて
いる数値制御旋盤では、この他に、背面加工のための対
向主軸を有しているが、対向主軸を有するか否かは本発
明においては関係ない。

【０００９】このようなターレット刃物台の例を図１に
示す。ターレット刃物台１は、Ｚ軸送りモータ２によっ
て図示しない主軸の中心線と平行なＺ軸方向に移動させ
られ、Ｘ軸送りモータ３によってＺ軸方向に直交するＸ
軸方向に移動させられる。またターレット刃物台１に
は、割り出し軸４が回転割り出し自在に支承されてお
り、割り出し軸４はＡ軸回転モータ５によってＡ軸方向
に回転割り出される。割り出し軸４には多面体の外周形
状を有するターレット６が固定されており、ターレット
６の外周の工具ホルダ取付け面７には、図１及び図２に
示すように、複数の工具ホルダ８が固定されている。工
具ホルダ取付け面７には、それぞれ工具ホルダを位置決
めする工具ホルダ穴９が形成されている。図１は、バイ
ト１０Ａを取付けた工具ホルダ８Ａと、ドリル等の中心
穴明け工具１０Ｂを取付けた工具ホルダ８Ｂとを示し、
図２にはドリル、エンドミル等の横穴明け用の回転工具
１０Ｃを取付けた工具ホルダ８Ｃを示す。

【００１０】ターレット刃物台１には、図２に示すよう
に、ターレット６内に伸びた回転工具駆動軸１５が割り
出し軸４に回転自在に支承されており、回転工具駆動軸
１５のターレット６内の部分には、回転工具駆動用歯車
１６が固定されている。前記工具ホルダ８Ｃは、回転工
具１０Ｃが取付けられる回転工具保持部１７と、回転工
具保持部１７を回転自在に支承し、ターレット６に固定
される固定部１８と、前記回転工具駆動用歯車１６に噛
合するように回転工具保持部１７に固定された従動用歯
車１９とを有する。ターレット６の前端には、エンドプ
レート２０が固定されており、エンドプレート２０には
前記回転工具駆動軸１５が軸受２１を介して回転自在に
支承されている。以上の構成は、ターレット刃物台の周
知の構成とほぼ同じであるので、これ以上の説明は省略
する。

【００１１】図２に示すように、エンドプレート２０に
は、旋回軸２５が固定されており、旋回軸２５には、図
２、図３、図５及び図６に示すように、２個の流体穴２
６Ａ、２６Ｂが形成されている。一方の流体穴２６Ａの
エンドプレート２０側の端部は栓２７で密封され、他方
の流体穴２６Ｂは盲穴となっており、前記流体穴２６Ａ
より短く形成されている。図５及び図６に示すように、
旋回軸２５のエンドプレート２０の内径に挿入された外
周部には、環状の流体通路２８Ａが形成され、流体穴２
６Ａに対応した環状の流体通路２８Ａの部分は、流体通
路２９Ａで流体穴２６Ａに連通されている。旋回軸２５
のエンドプレート２０の側面に圧接される側面部には、
環状の流体通路２８Ｂが形成され、流体穴２６Ｂに対応
した環状の流体通路２８Ｂの部分は、流体通路２９Ｂで
流体穴２６Ｂに連通されている。

【００１２】一方、ターレット６の工具ホルダ取付け面
７には、図３、図５乃至図７に示すように、１つおきに
それぞれ２個の流体通路３０Ａ、３０Ｂが形成されてお
り、流体通路３０Ａ、３０Ｂがそれぞれ前記環状の流体
通路２８Ａ、２８Ｂに連通するように、ターレット６及
びエンドプレート２０には流体通路３１Ａ、３１Ｂ及び
３２Ａ、３２Ｂが形成されている。ここで、流体通路３
０Ａ、３０Ｂが形成されたターレット６の工具ホルダ取
付け面７を、以下、説明の都合上、検出手段等取付け面
７ａと呼ぶことにする。勿論、後記する検出手段等が取
付けられていない検出手段等取付け面７ａに工具ホルダ
８を取付けてもよく、或いは１つおきでなく全部の工具
ホルダ取付け面７に２個の流体通路３０Ａ、３０Ｂを形
成し、又は２つおき等にしてもよいことは言うまでもな
い。前記旋回軸２５には、図２及び図４に示すように、
流体穴２６Ａ、２６Ｂにそれぞれカールチューブ３３
Ａ、３３Ｂの一端が接続され、カールチューブ３３Ａ、
３３Ｂの他端は図示しない電磁弁を介して油圧又は空圧
源である油圧ポンプ、コンプレッサ又は真空ポンプ等に
接続される。

【００１３】図２に示すように、旋回軸２５には市販品
である信号変換回路４０が固定されており、信号変換回
路４０の入力側は、旋回軸２５に固定されたレセプタク
ル取付け板４１に取付けられた複数個のレセプタクル４
２に接続されている。信号変換回路４０の出力側は、旋
回軸２５に固定されたレセプタクル取付け板４３に取付
けられたレセプタクル４４に接続され、レセプタクル４
４にはカールコード４５の一端に取付けられたコネクタ
４６が接続される。カールコード４５の他端は、数値制
御旋盤の制御部に接続される。また旋回軸２５には、信
号変換回路４０、カールチューブ３３Ａ、３３Ｂ及びカ
ールコード４５を覆うようにカバー４７が固定されてい
る。ここで、ターレット６の回転は、一回転以内とし
て、カールチューブ３３Ａ、３３Ｂ及びカールコード４
５のねじれを防止する。なお、上記実施例では、旋回軸
２５をターレット６から突出して設けたが、逆にターレ
ット６内に埋没するように設けても良いことは当然であ
る。

【００１４】前記検出手段等取付け面７ａの１つには、
図８及び図９に示すように、図示しない他の刃物台に取
付けられた工具５０の先端位置を測定して工具５０の磨
耗や欠けの発生を検査する工具先端位置測定装置５１を
取付けられている。工具先端位置測定装置５１には、工
具先端の位置を測定するためのせんさ端子５５が設けら
れており、その出力側には、ターレット６の工具ホルダ
穴９に挿入されるケーブルガイド５２を有し、ケーブル
５３の端部に取付けたコネクタ５４を前記レセプタクル
取付け板４１に取付けられたレセプタクル４２に接続す
る。そして、信号変換回路４０を経てカールコード４５
は制御部に接続される。またカールチューブ３３Ａには
図示しない電磁弁を介してコンプレッサ等の圧縮エア源
に接続されている。

【００１５】この工具先端位置測定装置５１で工具５０
の磨耗、欠け等を測定する場合には、ターレット６がＡ
軸方向に回転して工具先端位置測定装置５１が所定の位
置まで割り出され、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に移動して工
具先端位置測定装置５１のセンサ端子５５を所定の位置
に位置決めする。一方、図示しない他の刃物台に取付け
られた工具５０は、所定の位置に移動して停止し、工具
先端位置測定装置５１のセンサ端子５５が前進して、工
具５０の先端の所定の位置に接触してその位置の寸法
（座標）を測定する。センサ端子５５による測定によっ
て発生した電気信号は、ケーブル５３を通ってレセプタ
クル４２より信号変換回路４０に送られ、信号変換回路
４０によりパラレル信号からシリアル信号に変換され、
カールコード４５を通して制御部に送られる。制御部で
は所定の演算処理を行い、基準データと比較することに
よって測定点における刃先の寸法（磨耗量や欠けの存
在）を判定し、判定結果を数値制御旋盤の演算制御手段
に出力する。演算制御手段では、この判定結果に基づい
て工具補正量を修正し又は工具の交換を指令する。これ
により、工具５０のセット時には、工具５０の刃先位置
の３方向の測定を行い、この刃先位置を基準として工具
の原点又は工具補正量も設定することができる。また数
値制御旋盤の稼働中には、所定の間隔で刃先位置の測定
を行い、工具５０の摩擦や破損（欠け）等を検出し、工
具の寿命を判定することができる。

【００１６】前記工具先端位置測定装置５１による測定
の際には、カールチューブ３３Ａに圧縮エアが送り込ま
れ、旋回軸２５に設けた流体穴２６Ａ、流体通路２９
Ａ、環状の流体通路２８Ａを通り、更にエンドプレート
２０及びターレット６に設けられた流体通路３２Ａ及び
３１Ａを通って流体通路３０Ａより工具先端位置測定装
置５１に圧縮エアが供給され、センサ端子５５に接触す
る工具の刃先位置にノズル５６からエアブローする。こ
れにより、工具５０に付着している切粉、切削液等を取
り除いて清浄化し、測定精度が高められる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、ターレット刃物台の工
具ホルダ取付け面に、工具先端位置測定装置を設けたの
で、他の補助手段や検出手段も相互に互換性を持って取
付け可能であり、また専用の移動機構が不要となり少ス
ペース化が図れる。またターレットに流体供給手段及び
電気接続端子手段を設けたので、単に取付けて演算処理
手段で電磁弁を制御するのみで所定のタイミングで測定
部をエアブローすることができると共に、測定端子の出
力は、電気接続端子手段を介して接続するのみで測定端
子の電気信号を制御部を介して数値制御旋盤の演算制御
手段に伝達することができる。このため、プログラムも
数値制御旋盤の演算制御手段で工具先端位置測定装置を
制御することができると同時に、測定端子で測定した測
定結果もそのまま数値制御旋盤の演算制御手段に入力
し、そのまま工具補正値として使用できるのでプログラ
ムの簡素化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の数値制御旋盤のターレット刃物台の一
実施例の概略構成を示す外観図である。

【図２】本発明の要部を示す断面図である。

【図３】図２のＡーＡ線断面図である。

【図４】図２のカバー内のＢーＢ線断面図である。

【図５】図３のＣーＣ線断面図である。

【図６】図３のＤーＤ線断面図である。

【図７】工具ホルダ取付け面の平面図である。

【図８】本発明の要部の正面説明図である。

【図９】図８の右側面説明図である。

【符号の説明】

１ ターレット刃物台 ６ ターレット ７ 工具ホルダ取付け面 ７ａ 検出手段等取付け面 ８、８Ａ、８Ｂ 工具ホルダ １０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 工具 ２０ エンドプレート ２５ 旋回軸 ２６Ａ、２６Ｂ、２８Ａ〜３２Ａ、２８Ｂ〜３２Ｂ 流
体通路 ３３Ａ、３３Ｂ カールチューブ ４０ 信号変換回路 ４２、４４ レセプタクル ４５ カールコード ４６ コネクタ ５０ 工具 ５１ 工具先端位置測定装置 ５４ コネクタ ５７ エアブロー

フロントページの続き (72)発明者 金谷 昭秀 埼玉県所沢市下富840番地 シチズン時計 株式会社所沢事業所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の工具ホルダをそれぞれ取付け可能
   とした複数の工具ホルダ取付け面を有するターレットを
   備えた数値制御旋盤のターレット刃物台において、測定
   端子で工具の先端位置を検出する工具先端位置測定装置
   を前記工具ホルダ取付け面に設け、前記測定端子で検出
   した検出信号を制御部に伝達する電気接続端子手段を前
   記ターレットに設けたことを特徴とする数値制御旋盤の
   ターレット刃物台。