JPH0731954Y2 - ２軸用タッチセンサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はＸ方向およびＺ方向の移動をレバ状部材を介し
て高精度スイッチに伝えるようにした２軸用タッチセン
サに関するものである。

〔従来の技術〕

マシニングセンタやNC旋盤等に挿設される工具の刃先寸
法をＸ方向およびＺ方向のダイヤルゲージを用いて測定
する方法は従来より使用されている。またマシニングセ
ンサやNC旋盤に工具を挿入する前に予め工具寸法を測定
し、これを所定値に調整する装置として第４図に示す如
きツールプリセツタが採用される。本考案の２軸用タッ
チセンサはマシニングセンタやNC旋盤等の工具測定にも
勿論適用されるが本考案の実施例としてツールプリンセ
ッタを用いた場合の工具の測定および調整方法について
説明しているため従来技術としてはその比較のため従来
のツールプリセッタにおける工具の測定および調整につ
いて説明する。

第４図にツールプリセッタの概要構造を示す。

被測定物たる刃先34を保持する工具35はそのテーパシャ
ンク36を把持本体37により把持され、シリンダ38で固定
されると共に、ハンドル39により回転可能に支持され
る。把持本体37が固定されるベース40上のスライドレー
ル41上にはスライドブロック42がハンドル43により摺動
可能に支持され、そのＸ−Ｘ軸方向の移動量はリニヤス
ケール44により読み取られる。スライドブロック42上に
は柱45が立設し、柱45には移動本体33がハンドル46によ
りＺ−Ｚ軸方向に移動可能に支持され、その移動量はリ
ニヤスケール47により読み取られる。移動本体33にはダ
イヤルゲージ48,49が保持され、その測定子50,51は刃先
34に当接可能の位置にあって刃先34のX,Z軸方向の値を
測定し得るように連結され、その読み取り値がリニヤス
ケール44,47および図示しない制御手段によりＸ軸およ
びＺ軸表示部24,25にそれぞ表示される。またカウンタ2
3にはホールド回路（例えば被測定物にタッチプローブ
の如き接触子は接触したという信号で測定中の読み取り
値がそのまま保持される回路）が内蔵されている。また
各ハンドル39,43,46にはこれを自動的に回転するモータ
52,53,54が連結する場合もあり、モータ52,53,54は図示
しない制御手段によりその回転量を自動制御されるよう
に構成される。

投影スクリーン32刃先34と測定子50,51の接触状態を拡
大視するためのものである。刃先34の測定を行うには、
それに先立ってマスタースピンドルを把持本体37内に挿
入する。前記マスタースピンドルの上端には基準位置に
相当する基準点が形成される。このマスターピンドルを
図示しない光源と対物レンズ間に入れ、投影スクリーン
32のクロス線（直交十字線）の中心に前記基準点を合わ
せると共に、測定子50,51を前記基準点に接触するまで
移動し、その時のリニヤスケール44,47の値をマスター
スピンドルに予め測定されて表示されている数値を基準
値としてカウンタにセットして基準座標点とする。次に
前記マスタースピンドルを把持本体37から取り外し、工
具35を第４図に示す如く、把持本体37内に入れる。ハン
ドル39を回転し、ダイヤルケージ48,49側に対して刃先3
4が最も出っ張る位置に位置決めし、これを投影スクリ
ーン32の中心点に位置決めした後、ダイヤルゲージ48,4
9の測定子50,51を刃先34に当接せしめ、この位置におけ
るダイヤルゲージ48,49の値を読み取ることにより刃先3
4のX,Z方向の値を測定することが出来る。次に図示しな
い刃先34の移動機構（手動の場合もあり）により、所要
の工具寸法になる様に前記測定値分だけ刃先34を移動す
ることにより正確の刃先の調整作業が行われる。

〔考案が解決しようとする課題〕

前記の一般的構造のツールプリセッタでは前記した如
く、刃先34の測定，調整作業そのものは投影スクリーン
32およびダイヤルゲージ48,49を目視しながら手動で調
整する必要があり、測定および調整に熟練を要する問題
点が有った。またツールプリセッタに限らずマシニング
センタやNC旋盤に挿入された工具をダイヤルゲージ用い
て測定および調整する場合も同様の問題点が生ずる。

〔課題を解決するための手段〕

装置の固定側にその中間点を回動自在に、かつ弾性支持
されるレバ状部材と、その一端側に更に直交して配設さ
れるＸ軸平面端子およびＺ軸平面端子と、前記レバ状部
材の他端側に配置され固定側のＸ方向高精度スイッチお
よびＺ方向高精度スイッチに係合するＸ方向接触子およ
びＺ方向接触子と、前記レバ状部材に着脱可能に係合す
べく固定側に配置され、係着時に前記レバ状部材を基準
方向に保持する基準位置設定ゲージを設けてなる２軸用
タッチセンサを構成するものである。また、前記Ｚ軸平
面端子がＸ軸方向に沿って移動可能に前記レバ状部材に
支持され、かつ回動可能に支持されることを特徴とする
ものである。

〔作用〕

Ｘ軸平面端子およびＺ軸平面端子に被測定物が当接する
とレバ状部材はそのレバ基点を中心として揺動し、これ
によりレバ状部材がＸ方向およびＺ方向高精度スイッチ
に瞬間的に係合する。またレバ状部材はそのレバ基点に
おいて弾性反力を受けているためオーバランが生じても
高精度スイッチ側に悪影響を与えない。従って測定に熟
練を要さない。またレバ状部材は基準設定ゲージにより
使用に先立って垂直に保持されるため、測定時にはＸ軸
平面端子とＺ軸平面端子が直交状態を保持しながら正確
に位置決めされる。

〔実施例〕

第１図および第２図により本実施例の主要部の構造を説
明する。

レバ状部材１は後記する移動本体33に固定される固定側
のブラケット２に板バネ３により支持される。詳しくは
板バネ３は45度方向に配置され、先端を鋭角に形成した
支持部材4,5により板バネ支点Ａを形成する。すなわち
レバ状部材１は板バネ支点Ａを基点としてレバ運動する
ようにブラケット２に保持される。

レベ状部材１の一端側にはその先端面に超硬部材を有す
るＸ軸平面端子６およびＺ軸平面端子７が互いに直交し
て設けられている。この内、Ｘ軸平面端子６はレバ状部
材１にそのまま固定され、後方にはダイヤルインジケー
タ８の接触子９の当接する座面10が設けられている。一
方、Ｚ軸平面端子７はスライドブロック11に固定され、
スライドブロック11は第２図にも示す如く、レバ状部材
１内に設けられた角状ブローチ溝12に摺動可能に支持さ
れる。角状ブローチ溝12はその一方向に開口部を形成す
る。またスライドブロック11には長孔13が形成されると
共にスライドブロック11はボルト14によりレバ状部材１
の任意の位置に固定すると共に、図面上でこれを左方向
に引っ張ることによりボルト14を中心として回動し得る
ように形成される。これはＺ軸平面端子７が不要の場合
に測定面からこれを遠ざけ、Ｘ軸方向の測定を容易にす
るためである。

レバ状部材１の他端側にはＸ方向接触子15およびＺ方向
接触子16が固定され、他端部には基準位置設定ゲージ17
がレバ状部材１を挟持するか如く係合している。

Ｘ方向高精度スイッチ18およびＺ方向高精度スイッチ19
は互いにスライド部材20に固定される共に、それ等の先
端部はＸ方向およびＺ方向接触子15,16にそれぞれ接触
している。Ｘ方向およびＺ方向高精度スイッチ18,19に
は接触又は接触の離れた瞬間を表示する表示灯21,22が
設けられる。

スライド部20はブロック２に摺動可能に支持されると共
に、ばね26によりこれをＸ方向およびＺ方向接触子15,1
6側に押圧するように付勢されている。Ｚ方向接触子16
の囲りにはこれを囲繞してリング状部材27がレバ状部材
１に固定されて設けられる。リング状部材27はブロック
部20と一定の間隙を隔てて配置され、レバ状部材１がオ
ーバランした場合にＺ方向接触子16がＺ方向高精度スイ
ッチ19に衝撃を与えないようにしている。

基準位置設定ゲージ17は第２図に示す如く、ブラケット
２にピン28を介し回動可能に支持され、第２図に示す如
くその断面はコ字状に形成され、レバ状部材１を挟持す
るように形成されている。コ字状断面の一方側の面が基
準面29を形成し、レバ状部材１が基準面29に接触した場
合にレバ状部材１はＺ方向に垂直に保持されるように精
密仕上げされている。また基準面29と対峙する面には皿
バネ30が設けられ、レバ状部材１を基準面29側に押圧す
るようにしている。第２図の実線は基準位置設定ゲージ
17がレバ状部材１に嵌合した状態を示し、２点鎖線はピ
ン28を中心とし、基準位置設定ゲージ17が180度回動し
挟持を解放した状態を示している。

ブラケット２には投影スクリーン32を支持するための投
影器支持パイプ31が固定されている。第３図に以上の構
造の２軸用タッチセンサをツールプリタセッタに利用し
た場合を示す。

第３図において第４図と同一符号のものは同一物又は同
一機能を有するものを示すため説明を省略する。

２軸用タッチセンサのブラケット２は移動本体33に固定
される。またＸ方向Ｚ方向の高精度スイッチ18,19はカ
ウンタ23のホールド回路にそれぞれ連結される。カウン
タ23のＸ軸表示部24およびＺ軸表示部25には表示灯21,2
2が点灯した瞬間、すなわちＸ方向接触子15がＸ方向高
精度スイッチ18から離れる瞬間およびＺ方向接触子がＺ
方向高精度スイツチ19に接触する瞬間のリニヤスケール
44,47の値が表示される。更に詳しく説明すると、刃先3
4がＸ軸平面端子６に当接するとレバ状部材１は板バネ
支点Ａを中心とし左回りに回動し、Ｘ方向接触子15がＸ
方向高精度スイッチ18から離れようとする。前記ホール
ド回路はこの離れる瞬間でホールドするように構成さ
れ、表示灯21もこの瞬間に点灯するように構成される。
一方、刃先34がＺ軸平面端子７に当接するとレバ状部材
１は右廻りに回動し、Ｚ方向接触子16はＺ方向高精度ス
イッチ19と接触する方向に移動する。この接触した瞬間
でホールド回路が動作し、表示灯22も点灯するように構
成される。

次に、ツールプリセッタに使用した本実施例の作用を更
に詳細に説明する。

まず、マスタースピンドルによる基準値の合わせを説明
する。

基準位置設定ゲージ17をレバ状部材１の他端部に被せ、
基準面29によりレバ状部材状１を垂直に保持する。この
状態でＸ軸平面端子６とＺ軸平面端子７は水平および垂
直状態に保たれる。工具35の大きさに合わせスライドブ
ロック11を移動しＺ軸平面端子７を適当な位置に移動
し、ボルト14により固定する。把持本体37内にマスター
スピンドルを挿入し、そのエツヂ部分にＸ軸平面端子６
およびＺ軸平面端子７を合わせると共にダイヤルインジ
ケータ８の零点合わせを行う。ここで一旦Ｘ軸平面端子
６およびＺ軸平面端子７を逃げ方に若干移動し、基準位
置設定ゲージ17をレバ状部材１から外す。カウンタ23の
ホールドボタンを押し、ホールド回路を設定した後、再
びＸ軸平面端子６およびＺ軸平面端子７をマスタースピ
ンドルの前記エツヂ部分に当てる。レバ状部材はその基
点で支持されているため接触した瞬間が高精度にＸ方向
およびＺ方向接触子に伝えられ、それぞれの高精度スイ
ッチに係合する。Ｘ方向接触子15とＸ方向高精度スイツ
チ18の離れる瞬間およびＺ方向接触子15とＺ方向高精度
スイッチ19の接触する瞬間の値をホールド回路を介しカ
ウンタ23のＸ軸表示部24およびＺ軸表示部25に表示す
る。これが基準寸法となる。念のため、再度同一の動作
を繰返し行ない、基準寸法設定が確実に行われたか否か
を確認する。

次に、工具35の刃先34の測定について述べる。

Ｘ軸平面端子６およびＺ軸平面端子７を逃した状態で前
記マスタースピンドルを把持本体37から外し、測定すべ
き工具35を挿入する。刃先34が測定位置方向に向く様に
目視で工具35をハンドル39により回転する。カウンタ23
をホールド状態にし、Ｘ軸平面端子６およびＺ軸平面端
子７を移動し、Ｘ軸平面端子６は刃先34の1mm位手前に
停止させ、まずＺ軸平面端子７のみをゆっくり下降させ
刃先34にＺ軸平面端子７を押し付ける。Ｚ方向接触子16
がＺ方向高精度スイッチ19に接触し、表示灯22の点灯し
た瞬時にカウンタ23にその時のＺ方向の数値がホールド
表示される。オーバランが生じてもホールド状態は変化
しないと共に、前記した如く、リング状部材27がスライ
ド部材20に当接し、これを移動させるが、ブロック部材
20がバネ26により弾性支持されＺ方向高精度スイツチ19
に悪影響を与えない。次に同様にＸ軸平面端子６をゆっ
くり移動させ、Ｘ方向接触子15がＸ方向高精度スイッチ
18から離れ表示灯21が点灯するとカウンタ25の表示部24
にＸ軸方向の値を表示しホールドされる。この状態でハ
ンドル39により工具35を回転し、ダイヤルインジケータ
８の読みが最大値を示しているかどうかを確認する。最
大値の場合は問題ないが、回転により最大値でないこと
が判明したらＸ軸平面端子６を一旦戻し、再びＸ軸方向
の数値を読みとるか、又は前にホールドされた値にダイ
ヤルインジケータ８に示される誤差値を加算して真値を
求めてもよい。

次に、刃先34の調整方法について述べる。

Ｘ方向およびＺ方向ともリニヤスケール44,47により目
標位置にＸ軸平面端子６およびＺ軸平面端子７を置き、
工具35の刃先34をＸ軸方向およびＺ軸方向に移動し、表
示灯21,22の点灯する瞬間を確認すればその値が所定の
寸法となる。設定後、再度Ｘ方向に移動させ寸法を確認
する。

Ｘ方向について微少な刃先調整を必要とする場合にはダ
イヤルインジケータ８を使用する。基準寸法と実祭の工
具35とのホールド時における差を求め、ダイヤルインジ
ケータ８の目盛を見てこの差値だけ刃先34を移動するこ
とにより基準寸法に刃先34の位置を一致させることが出
来る。念のために一旦Ｘ軸平面端子６を逃し、再度確認
をすることが必要となる。

刃先が斜めでＺ軸平面端子７の当接する位置より高い部
分のある工具の場合には投影スクリーン32を用い、基準
位置設定ゲージ17を固定し、投影像を見ながら従来と同
様な方向で測定する。但しこの場合はＺ軸平面端子７の
スライドブロック11を引き出し、回転してＺ軸平面端子
が邪魔にならない様にして行うことが必要となる。

以上は、ハンドル39,43,46等を手動で動作する場合につ
いて説明したが、モータ52,53,54を用いて測定，調整す
ることも勿論出来る。この場合モータは低速で動作する
と共に、Ｘ方向およびＺ方向高精度スイツチ18,19の接
触信号（表示灯21,22）の点灯でモータ停止指令ができ
るように制御される。

予め測定すべき工具35の直径および長さが判っている場
合にはＸ軸平面端子６およびＺ軸平面端子７に接触する
ごとく手前までＸ方向およびＺ方向にモータを高速送り
できるため効率的な測定および調整が可能となる。

本実施例においてレバ状部材１の弾性支持を板バネ３を
用いて行ったが本考案はこれに限定するものでなく、例
えばレバ状部材１のレバ基点をピン基点とし、固定側か
らスプリングをレバ状部材１に連結し、弾性支持するよ
うな構造やその他の弾性支持構造が採用される。

〔考案の効果〕

以上の説明によって明らかな如く、本考案によれば作業
者の熟練度を要さず、かつ作業者の個人差を生じないで
高精度、かつ高能率に工具測定および工具調整が可能と
なると共に、既存のツールプリセッタやマシニングセン
タおよびNC旋盤の工具測定調整具として簡便に適用し得
る効果が上げられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の主要部構造を示す断面図、第２図は
第２図のIII矢視の平面図、第３図は実施例をツールプ
リセッタに利用した場合の全体構成図、第４図は従来の
ツールプリセッタの概要構造を示す構成図である。 １……レバ状部材、２……ブラケット、３……板バネ、
Ａ……板バネ支点、4,5……支持部材、６……Ｘ軸平面
端子、７……Ｚ軸平面端子、８……ダイヤルインジケー
タ、９……接触子、10……座面、11……スライドブロッ
ク、12……角状ブローチ溝、13……長孔、14……ボル
ト、15……Ｘ方向接触子、16……Ｚ方向接触子、17……
基準位置設定ゲージ、18……Ｘ方向高精度スイツチ、19
……Ｚ方向高精度スイツチ、20……スライド部材、21,2
2……表示灯、23……カウンタ、24……Ｘ軸表示部、25
……Ｚ軸表示部、26……バネ、27……リング状部材、28
……ピン、29……基準面、30……皿バネ、31……投影器
支持パイプ、32……投影スクリーン、33……移動本体、
34……刃先、35……工具、36……テーパシャンク、37…
…把持本体、38……シリンダ、39,43,46……ハンドル、
40……ベース、41,43……スライドレール、42……スラ
イドブロック、44,47……リニヤスケール、45……柱、4
8,49……ダイヤルゲージ、50,51……測定子、52,53,54
……モータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】装置の固定側にその中間点を回動自在に、
   かつ弾性支持されるレバ状部材と、その一端側に互いに
   直交して配設されるＸ軸平面端子およびＺ軸平面端子
   と、前記レバ状部材の他端側に配置され固定側のＸ方向
   高精度スイッチおよびＺ方向高精度スイッチに係合する
   Ｘ方向接触子およびＺ方向接触子と、前記レバ状部材に
   着脱可能に係合すべく固定側に配置され、係着時に前記
   レバ状部材を基準方向に保持する基準位置設定ゲージを
   設け、前記Ｚ軸平面端子は、Ｘ軸方向に沿って移動可能
   に支持され、かつ回動可能に前記レバ状部材に支持され
   ることを特徴とする２軸用タッチセンサ。