JPH084994B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、例えば研削盤、フライス盤、マシニングセ
ンタ等のごとき工作機械に係り、さらに詳細には、ワー
クピースの寸法を測定する測定装置を備えてなる工作機
械に関する。

［発明の技術的背景及びその問題点］ 例えば研削盤のごとき工作機械においてワークピース
の加工を行なうとき、工具である砥石車が摩耗したり、
機械本体が熱変位を生じたりするために、ワークピース
を最初から一気に仕上り寸法に加工することは困難であ
る。そこで、従来は、ワークピースを仕上り寸法近くま
で加工した後に、工作機械からワークピースを一旦取り
外し、定盤上にワークピースを配設して精密測定を行な
い、その後、再びワークピースを工作機械にセットし、
測定結果に基いて仕上り寸法に再加工しているのが一般
的である。

ところで、研削盤等の工作機械によってワークピース
の精密加工を行なう場合、数ミクロン単位の寸法に仕上
げ加工を行なうものである。したがって、工作機械に対
するワークピースの再セット時には、粉塵等の付着を防
止したり、また再現性に注意しなければならず、作業能
率向上に問題があると共に再セット時に数ミクロンの誤
差を生じやすい等の問題があった。

［発明の目的］ 本発明は上記のごとき従来の問題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、工作機械におけるテー
ブル上にワークピースを装着した状態のままワークピー
スの仕上り寸法を測定可能な新規な加工機械を提供する
ことである。

［発明の概要］ 上記のごとき目的を達成するために、本発明において
は、ベース上に移動自在に設けられたテーブル上のワー
クピースを加工するための加工ヘッドを上記テーブルよ
り上方に配置して設け、上記ベースあるいはテーブルの
少なくとも一方に、テーブルの移動寸法を測定するため
の第１の測定装置を設け、ワークピースを検出する検出
子を下端部に備えてなるワーク検出装置を、前記テーブ
ルの上方位置に上下動自在に配置して設けると共に、ワ
ーク検出装置の上下動寸法を検出する第２の測定装置を
設けてなるものである。

［発明の実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する
に、以下の説明においては工作機械の１例として、研削
盤に実施した場合について例示するけれども、本発明
は、研削盤に限ることなく、例えばフライス盤やマシニ
ングセンタ等のごときその他の工作機械にも実施し得る
ものである。

第１図、第２図を参照するに、工作機械の１例として
例示した研削盤１は、箱状に形成されたベース３上にサ
ドル５を前後方向に移動自在に備えてなり、このサドル
５上には、ワークピースＷを載置するワークテーブル７
が左右方向へ往復動自在に支承されている。また、上記
ベース３の後部側にはコラム９が立設してあり、このコ
ラム９には、加工工具としての砥石車11を回転自在に備
えた加工ヘッド13が上下動自在に支承されている。

さらに、前記ベース３には、サドル５を手動的に前後
動くするための手動ハンドル15および自動的に前後動す
るための適宜のサーボモータ（図示省略）が装着してあ
る。詳細な図示は省略するけれども、上記サドル５を前
後動するための駆動系は、クラッチ装置を介して手動ハ
ンドル15およびサーボモータに接続遮断自在に構成され
ているものである。換言すれば、手動ハンドル15によっ
てサドル５を前後動するときには、サーボモータへの動
力の伝達が遮断され、逆に、サーボモータによってサド
ル５を自動的に前後動するときには、手動ハンドル15へ
の動力の伝達が遮断されるよう構成されているものであ
る。

前記サドル５には、サドル５に対してワークテーブル
７を左右動するための手動ハンドル19が装着してあり、
かつベース３には、ワークテーブル７を自動的に左右動
するためのモータ21が装着してある。上記手動ハンドル
19およびモータ21によってワークテーブル７を左右動す
るための構成は、一般的な構成でよいものであるから、
その詳細については説明を省略する。

さらに前記ベース３には、前記加工ヘッド13を手動的
に上下動するための手動ハンドル23が回転自在に装着し
てあり、かつ加工ヘッド13を自動的に上下動するための
モータ17が設けられている。

上記構成において、マグネットチャック等によりワー
クテーブル７上にワークピースＷをセットした後に、加
工ヘッド13に備えられたモータ25によって砥石車11を回
転駆動する。その後、加工ヘッド13を降下せしめてワー
クピースＷに対して砥石車11の切込みを与えると共にワ
ークテーブル７を適宜に左右動し、かつ必要に応じてサ
ドル５を前後動することにより、ワークピースＷに加工
が行なわれ得ることが理解されよう。なお、上記のごと
きワークピースＷの加工は、一般的な加工であるので、
詳細な作用の説明は省略する。

ワークピースＷの加工寸法を測定するために、前記ベ
ース３とサドル５との間には第１の測定装置27が配置し
てある。この第１の測定装置27は、例えば直線マグネス
ケールやリニアインダクトシンなどのごときリニアスケ
ールよりなるものであって、ベース３に対するサドル５
の前後方向への移動寸法を測定するためのものである。
この第１の測定装置27の検出値は、後述するカウンター
のごとき適宜の制御装置に入力されるものである。

また、前記加工ヘッド13には、ワークピースＷの上下
方向の寸法を検出する第２の測定装置29が装着してあ
る。この第２の測定装置29は、例えば作動トランスや前
述のリニアスケールのごとき適宜の検出器33よりなるも
のであって、ブラケット31を介して加工ヘッド13に垂直
に支承されている。

より詳細には、上記検出器33には上下動自在なスピン
ドル35が内装されており、このスピンドル35の上下動位
置を検出するよう構成されている。上記スピンドル35の
下部には、工作機械のフレームの一部あるいは前記ブラ
ケット31の一部に設けられたストッパ37に係脱自在の係
止レバー39が取付けてある。

また、上記スピンドル35の下部には、ワークピースＷ
を検出するワーク検出装置41が装着してある。より詳細
には、スピンドル35の下部には、下部を開口した適宜円
筒形状の検出子ハウジング43が取付けてあり、この検出
子ハウジング43内には、リング状の支持ベース45が内装
されている。上記支持ベース45は、検出子ハウジング43
に下部側から螺入した適宜管状のキャップ部材47によっ
て検出子ハウジング43内に固定されている。

上記支持ベース45には、ワークピースＷの検出を行な
うために、下端部に検出子49を備えたスタイラス51が揺
動自在に支承されている。より詳細には、検出子49およ
びスタイラス51は、通電性が良好で非磁性の部材よりな
るものであって、検出子49は、ワークピースＷに接触自
在なものであり、本実施例においては高精度の球状に形
成してある。上記スタイラス51の上部は支持ベース45を
貫通しており、このスタイラス51の上端部に設けたフラ
ンジ部53と支持ベース45との間には、圧縮スプリングの
ごとき弾機55が弾装してある。また、上記支持ベース45
の下部側において、スタイラス51には適宜形状の支点部
材57が螺着等により適宜に取付けてある。この支点部材
57の上面の複数箇所には、半柱状あるいは半球状の接触
部59が形成してあり、各接触部59は、前記支持ベース45
の下面に形成された適数のＶ溝61に係合してある。

上記スタイラス51は、支点部材57における各接触部59
が支持ベース45のＶ溝61に係合した状態にあるときには
垂直状態に保持されており、水平方向の外力が作動した
ときには、適宜の接触部を支点として適宜に揺動し得る
ものである。

なお、上記構成のごときワーク検出装置41は、前記検
出子49がワークピースＷに接触したときに、ワークピー
スＷと検出子49との間に微弱電流が通電することによっ
て、ワークピースＷを検出するものである。換言すれ
ば、ワークピースＷと検出子49との間には、接触時に通
電するように電圧が印加してあるものである。

再び第１図、第２図を参照するに、前記コラム９に
は、取付具63を介してカウンター65が取付けてある。こ
のカウンター65は、前記第１の測定装置27、第２の測定
装置29の測定結果等を表示するもので、前記ワーク検出
装置41における検出子49がワークピースＷに接触したと
きに、第１の測定装置27、第２の測定装置29の測定値を
読み込むものである。

以上のごとき構成において、前述したごとくワークテ
ーブル７上のワークピースＷの加工を行なった後に、例
えば第２図に示されるように、上面に溝を形成したワー
クピースＷの上面からの溝の深さを測定する場合は、先
ず、測定すべきワークピースＷの上面がワーク検出装置
41の下方位置に位置するように、サドル５およびワーク
テーブル７の位置決めを行なう。次に、ストッパ37から
係止レバー39を外し、検出器33におけるスピンドル35や
ワーク装置41を下降せしめ、ワーク検出装置41における
検出子49をワークピースＷの上面に接触せしめる。

上述のごとく検出子49をワークピースＷの上面に接触
せしめると、ワークピースＷと検出子49との間が通電さ
れる。したがって、この通電時の信号により、検出器33
の検出値をカウンター65に読み込み、ワークピースＷの
上面位置を表示する。

次に、ワークピースＷの上面から検出子49を離反した
後に、ワークピースＷの溝が検出子49の下方に位置する
ようにサドル５、ワークテーブル７を再度位置決めす
る。その後、検出子49をワークピースＷの溝の底面に接
触せしめ、接触したときにおける検出器33の検出値と、
上面の検出値との差によって溝の深さを測定することが
できる。

したがって、上記測定結果に基いて、ワークピースＷ
に対する砥石車11の切込みを制御することにより、ワー
クピースＷの上面を基準として溝の深さを高精度に加工
し得るものである。

前記ワークピースＷの溝の幅あるいは溝の前後部にお
ける壁部の厚み等を検出するには、ワーク検出装置41に
おける検出子49がワークピースＷの全面、後面、溝の前
後面等に接触可能な状態に位置決めして、サドル５を前
後動し、検出子49がワークピースＷに接触したときにお
ける第１の測定装置27の検出値に基いて容易に検出し得
るものである。すなわち、ワークピースＷの前記各面に
検出子49を接触せしめるために移動したサドル５の前後
方向の移動寸法を検出し、この検出値に対して検出子49
の直径の補正を行なえば良いものである。

［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、要
するに本発明の要旨は特許請求の範囲に記載のとおりで
あるから、本発明によれば、適宜面を基準としてのワー
クピースの仕上り寸法を測定するとき、ワークピースを
ワークテーブルに装着した状態のまま測定できるので、
作業能率が向上すると共に、ワークピースの着脱に起因
する誤差を生じることがないものである。

ところで、本発明は前述の実施例に限ることなく、適
宜の変更を行なうことにより、その他の態様でもって実
施可能なものである。例えば、第２の測定装置における
ワーク検出装置等の上下動を自動的に行なう構成や、適
宜の支持部材を介して、第２の測定装置をコラム等の固
定部に装着する構成とすることが可能である。また、検
出子を非接触型とすることも可能であり、さらには、カ
ウンター等によることなく、ワークピースの寸法測定値
をNC制御装置へ入力するなど、種々の変更が可能なもの
である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は本発明
を実施した研削盤の正面図、第２図は同右側面図であ
る。第３図は第１図における矢印III部分の主要な部分
を拡大断面して示した正面図である。 ３……ベース、７……ワークテーブル 13……加工ヘッド、27……測定装置 49……検出子、41……ワーク検出装置 29……測定装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベース上に移動自在に設けられたテーブル
   上のワークピースを加工するための加工ヘッドを上記テ
   ーブルより上方に配置して設け、上記ベースあるいはテ
   ーブルの少なくとも一方に、テーブルの移動寸法を測定
   するための第１の測定装置を設け、ワークピースを検出
   する検出子を下端部に備えてなるワーク検出装置を、前
   記テーブルの上方位置に上下動自在に配置して設けると
   共に、ワーク検出装置の上下動寸法を検出する第２の測
   定装置を設けてなることを特徴とする工作機械。
2. 【請求項２】ワーク検出装置は加工ヘッドに支承されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の工
   作機械。
3. 【請求項３】検出子はワーク検出装置に対して揺動可能
   に設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の工作機械。
4. 【請求項４】検出子は第１の測定装置および第２の測定
   装置の検出子を兼ねることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の工作機械。