JPS6010106A - 針位置調整装置付きプル−ブ組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は加工品検査装置に関し、特に自動工作機械にお
いてプルーブを使用して加工品に接触し、加工品に関す
る情報を提供する装置に関する。

従来の技術 自動工作機械は加工品の面を位置きめするための正確な
装置を必要とする。この仕事を行うための最も一般的な
方法は機械がプルーブを動かして加工品に接触させ、接
触が行なわれた時のプルーブ位置を記録する。プルーブ
には通常加工品に接触するための針と、針が加工品に接
触した時に電気信号を発生する回路とを有する。機械の
制御装置は剣の接触が電気信号を発生した時にプルーブ
のＸ、Ｙ、Ｚ軸位置データから加工品の形状又は位置に
関する情報を計算する。この−膜特性のプルーブを使用
して針の変位を使用してゲージ情報を生ずる場合に寸法
ゲージ作動を行なわせる。

特許文献には数種のプルーブの設計を示し、自動加工セ
ンターで使用し、プルーブを一時的に工具マガジン内に
収容し自動工具交換機構によってスピンドルに連結し、
取外す。この型式の代表例は米国特許４３３９７１４号
、４１１８８７１号。

４３２８６２３号、４１５３９９８号がある。

一般的に、プルーブ組立体には本体即ちハウジングを有
し、針と反対側の端部な所要のアダプタに結合する。ア
ダプタはプルーブハウジングを通常の切削工具と同様に
自動工作機械に取付ける。

アダプタの形状はプルーブを使用する工作機械に応じて
変える。アダプタは更に、プルーブを工業用ロボット等
の自動装置の手即ち把持素子に杷持可能の形状とする。

グループが正確なデータを発生するためには針の位置と
方向が正しいことが重要である。例えば。

グループを加工センターで使用する時に針の先端と針の
軸とがスピンドル駆動装置の軸線に対して正確に合致す
ることが絶対ｆ必要とすることが多い。過去においては
、正確な一致を得るためには。

狭い公差を保つ、又はプルーブの構成間特別な手順を使
用する。しかし、この方法は必らずしも十分ではすく、
更にプルーブ組立体を製造費を著しく高価にする。

発明の解決しようとする問題点 本発明によって、針の位置を容易に調整する装置を有す
るプループ組立体を提供する。

問題点を解決するための手段 本発明によるプループ組立体のプルーブハウジングは針
の反対側に突出部材を設けてアダプタの対向面に形成し
た開口即ち凹み内に挿入する。

凹みと挺出部材の相対寸法はプルーブハウジングがアダ
プタの主軸線に対して横方向に移動可能とする。突出部
材の側面に接触してプルーブハウジングを半径方向に動
かし、針を所要位置に位置ぎめする装置を設ける。好適
な例によって、突出部材を切頭円錐形とし側面はアダプ
タの方向に拡がる。調整装置は調整ねじの形状とし、横
方向にアダプタ内を通って突出部材の光拡がり側面に接
触する。かくして、プルーブハウジングは軸線方向にア
ダプタに押圧され、調整ねじの凹み内実出寸法によって
プルーブハウジングは横方向に位置きめされると共にア
ダプタに固着される。好適な例で、３本の等間隔の調整
ねじな使用する。調整ねじの直径方向のばね圧を受けた
プランジャは調整ねじが突出部材に接触しない時πプル
ーブハウジングがアダプタから不時に分離するのを防ぐ
。

本発明によって、平行でない面を有する２枚の斜面ワッ
シャをプルーブハウジングとアダプタとの間に取付ける
。ワッシャは相対回動可能としてプルーブハウジングの
傾き、即ち針の軸線の方向を調整する。この傾き調整の
ための好適な例として、ワッシャの側面に孔を設ける。

弧状のキャリパ脚を有する工具を使用してワッシャの孔
に係合する。工具にはキャリパ脚を弧状経路ＶＣＧって
動かす装置を設けてワッシャの動きを制御し、針の軸線
を所定の方向とする。

作用 本発明によるプループ組立体はアダプタ主軸線に対して
プルーブハウジング従って針の横方向位置を容易に確実
に調整する。

本発明によるプループ組立体はアダフリ主軸線に対して
プルーブハウジング従って針の軸線の傾きを容易に確実
に調整する。

！濃！一 本発明の特長と利点とを明らかにするだめの例示とした
染施例並びに図面について説ＢＡする。

第１〜３図に示す本発明プルー組立体１ｏは３部分即ち
、針１２．プループハウジング１４．アダプタ１６から
成る。グループハウジング１４は円筒形のスイッチユニ
ット１８と、互に連結した円筒形の回路ユニット２０か
ら成り９回路ユニット２０の端部を後述する特別な形状
の板２２で閉鎖する。

プルーブハウジング１４は各種のアダプタに取外可能に
結合でき、この形状特にシャンクは所要の工作機械に使
用し得る設計とする。

第１図に示すプループ組立体１０は数値制御加工センタ
ーのスピンドルヘット２４に取付ける。アダプタのシャ
ンクはテーパさせ、ねじ孔２６を設けて図示しないモー
タ駆動ねじをねじこむ。アダプタ１６に環状リング付き
のフランジ部２８を設けて駆動キー３０を係合させるこ
ともできる。

プルーブハウジングには図示の例では複数の発光ダイオ
ード３２を含み、グループのステータスに関する情報を
離れたレシーバ−ヘッドに伝達する。

ユニッ）２０内のプルーブ送信回路に電流を供給する電
池３４．３６は滑動可能に係合してキャップ３８によっ
て保持する。

スイッチユニット１８には複数の接点を有し、接点を機
械的に配置して針１２の運動を反映させる。

針１２は他の物体例えば加工品表面に接触した時に動く
。この機械的配置は詳細に示さないが、既知である。簡
単に説明すれば、スイッチユニットには針１２を止めね
じ４２によって取外可能に取付ける軸４２を有する。ダ
イアフラム４３はスイッチユニット１８内を悪い外気条
件から守る。軸４０の他端は揺動板４４ニ結合する。揺
動板４４　Ｋは複数の導電インサー７、）′４６を取付
け、ばね５０の作用によって夫々のボール４８ニ押圧さ
れる。針１２が体止位ｆｉＵ−ら動けば揺動板４４は針
の運動に追随し、インサート４６の１個を固定のボール
接点から離す。ボーメ【とスイッチ素子の組が電気接触
スイッチを形成し抵抗又は他の電気特性の変化をユニッ
ト２０内の回路でモニターシ七発光ダイオード３２を経
て機械ｆ制御装ｗに送信する。

ここまでの脱血は本発明の針調整装置を組合せる製餡の
例示である。

本発明の針調整装置はプループハウジング１４とアダプ
タ１６との連結部分である。アダプタ１ｔ３にはほぼ平
な端面５０と中央の凹み５２とを有する。図示の例では
、端面５０は厚い環状フランジ部５４の端面であり、フ
ランジ部５４はアダプタ１６の他の部分にネック５６に
よって結合した台座を形成する。

プループハウジング板２２の端面５８は突出部分６０を
有する。突出部６０の直径はアダプタ５２の凹み５２よ
り小さい。突出部６０は切頭円錐形とし。

側面はアダプタ１６の方向に拡がる。実施の例と（−て
凹み５２の内径は１．４６０ｃｍ（約３７ｍｍ）とし。

突出部ωの外縁直径は１．３６０ｃＩｎ（約３４．５ｍ
ｍ）とする。突出部６０は凹み５２内に第１図に示１−
通りに挿入する。凹み５２と突出部６０との寸法差によ
って大きな間隙がある。この間隙のため、プループの針
１２の横調整が可能となる。

アダプタフランジ５４に設けた半径方向調整装置は横孔
７４．７６、７８　Ｋねじこんだ調整ねじ６２．６４゜
６６である。ねじ６２〜６６の外方ＥＫはノケノト等を
有し９図示しない工具によってねじを突出部６０の側面
に押圧する。

針が第１図の点線位置にあり、先端６１をアダプタ１６
の主軸線に一致させる場合を説明する。プループの外れ
寸法は誇張して示す。プループ端６１を同心位置とする
には所要のねじ６２〜６６の調整によってハウジング１
４を半径方向に動かして先端６１のアライメント調整す
る。突出部６０の拡がる側面はねじを締めた時Ｋｍ作用
を生じ、ハウジング１４をアダプタ１６に向けて押圧し
、調整ずみの針の先端６１の位置をロックする。

アダプタフランジ５４　Ｋ複数のばね圧を受けたプラン
ジャ６８．７０．７２をねじ孔８０．８２．８４内に取
付ける。プランジャ６８〜７２は突出部６０の側面に押
圧力を作用し、調整ねじ６２〜６６が作用しない時にプ
ルーブハウジングがアダプタ１６から外れるのを防ぐ。

即ち、アライメント過程間に作業者が調整ねじを過度に
戻した時にプルーブハウジング１４が落下して弱い部材
ＫＭ傷を生ずるのを防、ぐ。

突出部６０を最初に挿入する時はプランジャ頭部は外方
に動くか、挿入後は突出部の拡がる側面を押圧して軸線
方向の分離を防ぐ。

上述の構造は針先端６１の横方向位置ぎめ、即ちアダプ
タｊ６の主軸線に直角方向の調整である。本発明によっ
て、針１２の傾きを調整可能−′とする。針の軸線をア
ダプタの軸１ＭＶＣ一致させ、゛工作機械の回転軸線に
対して同心とすることが望ましい。第８図に示す針１２
の軸線９０はアダプタ軸線９２かも誇張して外れて（・
る。軸線９２ハブループハウジング１４の主軸線とほぼ
一致しているが、）・ウジングＪ４の軸線も横調整間に
多少ずれる場合もある。釦を機械のスピンドルヘッドと
一致させることは。

中間のグループハウジング１４のアライメントの狂いを
許容するために重要である。

針軸線の傾きを調整するためにはアダプタ１６とプルー
ブハウジング１４０対向面間に２枚のワッシャ９４．９
６を介挿する。ワッシャ９４．９６は第１゜２図に示す
通り、平行でない側面を有する。この型式のワッシャは
斜ワッシャと称する。ワッシャ９４、９６はハウジング
端板２２ニ形成した中間ハブ９８を中心として回動可能
である。即ち９両ワッシャはハブ９８を中心として相対
的に同周方向に回動可能とする。一方のワッシャの最も
厚い部分が他方のワッシャの最も薄い部分に一致すれは
８両ワッシャの外面はほぼ平行であり、グループ組立体
１０の長手動線に直角である。両ワッシャをこの泣置を
ら回動寸れば、外面は互に傾く。ワッシャ９４，９６ｉ
７ｒ、よってプルーブハウジング１４のアダプタ１６に
対する傾きを定めて針軸線９ｏの傾きを調整できる。針
軸線９０はワッシャ舅、９６の定めたプルーブハウジン
グ１４の角度位置に追随する。

第１図の状態は両ワッシャが一方のワッシャの最も厚い
部分が他方のワッシャの最も薄い部分に対向し、角度変
位のない状態を示す。針Ｊ２の軸線も第１図では中実軸
線に一致する。これ７はプルーブの最初の組立で得られ
ることもある。しかし。

第８図に示す通り、針の軸線９ｏが傾くこともある。

本発明によって、針の傾きは単にワッシャ９４．９６を
相対回転させ、針の軸線を主軸線９２に平行とすること
ができる。所要に応じて針１２を横方向に調整する。

第５〜１０図に示す工具１００を使用してワッシャを回
動させて針の傾きを修正する。工具１００には２本の曲
面のキャリパ−腕１０２．１０４を有する。腕の各端に
内向きのピン１０６．１０８を設け、ワ７−Ａ’９６、
９４の最も厚い部分に半径方向に形成した孔１１０、１
１２に係合させる。工具１００はラックとピニオン状に
腕１０２．１０４を同時に動かしてピン１０６゜１０８
を動かす。各ピン１０６．１０８間の上下の距離及び工
具の所定点は固定の関係とする。図示の例ではピン１０
６．１０８はノブ１１４の軸線から上下方向に同じ寸法
とする。ノブ１１４はビニオン１１６ニ連結し、ピニオ
ン１１６の歯１１８は半径方向π突出する。

直径方向に対向する歯１１８は夫々腕１０２．１０４の
孔１２０、１２２に係合する。ギアハウジング１２４の
両側に形成したスロットによって両腕を所定間隔に保つ
。スロット１２６．１２８は腕１０２を案内し、スロッ
ト１３０．１３２は腕１０４を案内する。

使用に際して、ピン１０６．１０８をワッシャ９４．９
６の孔１１０．１１２に係合沓せる。孔１１０．１１２
に対向していない場合には、ノブ１１４を回してピン１
０６゜１０８を直径方向に対向させる。ギアハウジング
１２４両周方向に回動させ、ノブ１１４を第８，９図に
示す通り、傾いた針１２の向いた方向に一致させる。

この手順によって、ｔの傾きのピークの基準点を得る。

ワッシャの開口１１０．　１１２はワッシャの最も痺い
部分にある。ノブ１１４を回転して第１０図に示す通り
にピン１０６．１０８をギアハウジング１２４の方向に
引張り、釘の軸線を主軸線に一致させる。ピン１０６．
１０８の動きは傾いたワッシャ９４．９６を回動させ、
ワッシャの外面間の角度関係を定める。

ワッシャ外面間が平面でないため、プルーブハウジング
１４はアダプタ１．６に対して傾き、針１２の軸線９０
を主軸線９２に対して平行とする。針の先端６２が主軸
線９２上でない場合には、調整ねじ６２〜６６によって
前述の手順で針を横移動させる。調整ねじを締めれば、
プルーブハウジング１４はアダプタ１６１Ｃ押圧され、
ワンシャを調整角度位置にクランプする。

図示のプルーブは通常はスピンドルヘッド２４に図示し
ない自動工具交換機構によって取付けられる。アダプタ
１６には近接スイッチ又はリミットスイッチを取付け、
プルーブ１０がスピンドルヘッド２４に挿入された時に
電気特性を変化するよ５ｉする。第１図の例ではりミツ
トスイッチ１４０にプランジャ１４２を設け、アダプタ
１６がスピンドルヘッドＵ内に挿入される時に内方に押
圧される。他の例として、第４図に示す通り、スイッチ
１４０１のプランジャ１４２１が駆動キー３０ニよって
押込まれる。

何れの例でも、スイッチの出力をプルーブハウジング１
４のユニット２０内の回路に接続する。第１図にこの回
路は回路板１４４上に取付けた例を示す。

好適な例によって、スイッチの作動は電池３４　、３６
の電流を回路に供給し２回路は発光ダイオード３２を所
定周波数で駆動する。図示しない制御装置はプルーブが
正し゛く作動し、検知を行ない得ることを知る。針１２
が加工品等の物体に接触すれば回路は発光ダイオード３
２の送信する輻射の周波数を変更し、接触を示す。

スイッチ１４０又は１４０’と回路板１４４との間の電
気的接続は導線１４６．１４８ｉｃよって行ない、導線
まビンコネクタ１５Ｑ　１５２の端部に接続する。ピン
コネクタ１５０．１５２はばね力を受けたヘットを有し
軸線方向に可動する。ヘッド１５０．１５２は同心の導
体リング１５４，１５６に押圧され、リング１５４．、
１５６は第２図に示す通り突出部６０の端面に形成する
。ビンと導体リングとはアダプタ１６とプルーブハウジ
ング１４との間の分離可能の電気接続部を形成する。

導体リングは回路板１４４の新装位置にプルーブハウジ
ングユニメト２０内を延長する導線等によって接続する
。

上述の説明は本発明の各種特長の例を含み、夫々の特長
は個別に利用′することもできるが組合せ使用によって
多用途のプルーブとなる。本発明は各種の変型が可能で
ある。

発明の効果 本発明によるプルーブ組立体の針の横方向調整装置及び
傾き調整装置によって、針の軸線を主軸線に一致させ、
正確な測定を可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるグループ組立体の縦断面図、第２
図は第１図のプルーブ組立体の展開斜視図、第３図は第
１図の３−３線に沿う断面図、第４図はアダプタの近接
スイッチの他の実施例を示す部分断面図、第５図は本発
明による斜の傾きを調整するための工具の斜視図、第６
図は第５図の６−６線に沿う断面図、第７図は第６図の
７−７線Ｋｆｉう部分断面図、第８図は針の傾きを誇張
して示すプルーブ組立体の側面図、第９図は第８図の９
−９線に沿う底面図、第１０図は針の傾きを修正した後
の底面図である。 符号の説明 １０　グループ組立体、１２　針 １４　プルーブハウジン４１６　アダプタ１８　スイッ
チユニット、２０回路ユニット２２　端板、２４　スピ
ンドルヘッド 羽　フランジ部、３０　駆動キー ３２　発光ダイオード　３４．３６　電池４４　揺動板
、４８　ボール ５２　凹み、５４　環状フランジ部 ６０　突出部、　６２．６４．６６調整ねじ６８、７０
．７２　プランジャ、９４．９６　ワンシャ９８　ハブ
、１００　工具 １０２、１０４　腕、　１０ａ　１０８　ピン１１４　
ノブ。 １２６、１２８．１３０．１３２　スロット。 １４０、１４０　’　スイッチ　１４２．１４２　’　
プランジャ１４４　回路板　１５４．１５６　導体リン
グ（外５名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、物体に接触するために一端から突出する針を有する
   プループハウジングに取外可能に取付性アダプタを有す
   るプルーブ組立体であって、アダプタの端面に所定の半
   径寸法お凸＆を形成する手段と、ハウジングの対向端か
   ら突出し半径方向の寸法を凹みの半径方向寸法より小さ
   くし凹み内に挿入可能とした突出部材と、上記突出部材
   の側面に接触し上記ハウジングを半径方向に動がして針
   をアダプタの主軸線に対して所要位置とする半径方向調
   整装置とを備えることを特徴とするプルーブ組立体。 ２、前記突出部材を切頭円錐形とし側面をアダプタに向
   けて拡がらせ、半径方向調整可能の装置は上記波がる側
   面に接触してハウジングを軸線方向にアダプタに向けて
   押圧してグループハウジングをアダプタに固着する特許
   請求の範囲第１項記載の組立体。 ３、前記半径方向調整可能の装置にはアダプタを通って
   凹み内に横方向に延長する複数の調整ねじ等を備える特
   許請求の範囲第２項記載の組立体。 ４、前記グループハウジングのアダプタからの不時の分
   離を防ぐ弾性装置を備える特許請求の範囲第２項記載の
   組立体。 ５、前記弾性装置にはアダプタ内を横方向匠通って凹み
   内に延長し前記突出部材の側面に接触する複数のはねプ
   レンジャ素子を備える特許請求の範囲第４項記載の組立
   体。 ６、前記針の長手軸線を所要の方向に位置ぎめするため
   にグループハウジングの傾きを調整する装置を備える特
   許請求の範囲第１項記載の組立体。 ７、前記傾き調整装置にはプループハウジングとアダプ
   タとの間に取付は平行でない面を有する２枚の斜ワリシ
   ャを備え９両ワシシャを相対回動させて針の傾きを調整
   する特許請求の範囲第６項記載の組立体。 ８、前記ワッシャはプループハウジングの主端面と突出
   部材との間に軸線方向に延長する中間ハブ部を中心とし
   て回動可能とする特許請求の範囲第７項記載の組立体。 ９、前記ワレシャの外周部に開口を設け、ワッシャを回
   動する工具を開口に保合可能とする特許請求の範囲第７
   項記載の組立体。 １０、前記開口をワレシャの同じ厚さの部分に設ける特
   許請求の範囲第９項記載の組立体。 １１、前記アダプタには外面部にスイッチ装置を備え、
   スイッチ装置には可動の接点素子を設げてアダプタが工
   作機械レセプタクｐに挿入された時に接点素子の動きに
   よってスイッチ装置は電気特性の変化を生ずる特許請求
   の範囲第１項記載の組立体。 １２、前記スイッチ装置をアダプタのテーパ部の位置と
   する特許請求の範囲第１１項記載の組立体。 １３、前記スイッチ装置をアダプタのフランジ部の位置
   とし、アダプタを挿入した時に駆動キー等が接点素子を
   押圧する特許請求の範囲第１１項記載の組立体。 １４、前記グループハウジングには電気信号を送信する
   ための回路装置を収容し、プルーブ組立体には前記スイ
   ッチ装置と回路装置との間に電気的接続を行なう装置を
   設け、上記電気接続装置の一部は凹みの底部の少なくと
   も１個の導電接点と突出部材端面の導電リングとを含む
   特許請求の範囲第１１項記載の組立体。 １５、前記電気接続を行なう装置には凹みの底部から突
   出し軸線方向の力を受ける２本のピンと。 上記ビンに接触するために突出部材の端面に設けた２個
   の同心のリングとを備える特許請求の範囲第１４項記載
   の組立体。 １６、物体に接触するために一端から突出した針を有す
   るプルーブハウジングに取外可能に連結したアダプタを
   含むプルーブ組立体であって、アダプタとプルーブハウ
   ジングとの対向端面に係合しプルーブハウジングの傾き
   を調整して針の長手軸線を所要の方向に位置ぎめする装
   置を備えることを特徴とするプルーブ組立体。 １７、前記装置にはプルーブハウジングとアダプタとの
   対向端面間に取付は平行でない面を有する２枚の斜ワッ
   シャを備え、上記ワッシャは相対回転させて針の傾きを
   調整する特許請求の範囲第１６項記載の組立体。 １８、前記ワッシャの外周部に開口を設けてワッシャを
   回動させる工具を係合する特許請求の範囲第１７項記載
   の組立体。 １９、前記開口を各ワッシャの最も厚い部分砂膜ける特
   許請求の範囲第１８項記載の組立体。