JPS6031889Y2 - 工作機械等における送り機構の位置決め装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、工作機械における送り機構の基準原点位置を
設定するための位置決め装置に関するものである。

一般に、工作機械、特に専用工作機械等においては、送
り機構を構成しているテーブルやヘッド等の基準原点位
置を精確に設定することが必要である。

上記基準原点位置は、機械原点あるいは加工原点等と呼
称されており、通常の工作機械ではμｍ単位での位置決
め精度が要求されている。

従来、この種の位置決めには、いわゆるデッドストッパ
と称される機械的な当接機構が利用されている。

例えば、第１図に示すように、機械本体１に設けたガイ
ドレール２に沿って往復動自在なテーブル３の送り操作
用の送りネジ４を直流モータ５の回転軸に連結し、上記
テーブル３の送り操作を直流モータ５の駆動により電気
的に制御するようにした自動工作機械１０では、機械本
体１に設けたストッパアーム６にデッドストッパ７を配
設し、このデッドストッパ７に上記テーブル３を当接せ
しめることによって機械的に原点位置を決めるようにし
ている。

そして、上記機械本体１に配設したリミットスイッチ１
１と、上記テーブル３に設けた操作アー゛ム１２とによ
って、位置検出手段を構成し、上記テーブル３がデッド
ストッパ７に当接する位置よりも前方位置にて上記リミ
ットスイッチ１１を操作アーム１２により作動せしめて
前置信号を得て、該前置信号により減速制御回路１３お
よびタイマー回路１４を作動せしめ、直流モータ５の駆
動回路８の動作を上記減速制御回路１３およびタイマー
回路１４からの各出力信号により次のように制御する。

すなわち、上記減速制御回路１３は、上記前置信号が供
給されると直流モータ５の回転を減速するように駆動回
路８の動作を制御しタイマー回路１４は上記前置信号が
供給されると所定時間経過後に直流モータ５の回転を停
止させるように駆動回路８の動作を制御する。

このように駆動回路８の動作を制御することにより、テ
ーブル３は、デッドストッパ７に当接する位置すなわち
、基準原点位置よりも前方の所定位置まで送られると減
速制御回路１３の動きにより減速されて緩やかにデッド
ストッパ７に当接され、その基準原点位置にてタイマー
回路１４の動きより停止されるようにシーケンス制御さ
れる。

なお、上記デッドストッパ７は、螺進機構等を利用した
位置調整機構９により基準原点位置の微調整が可能に設
けられ、タイマー回路１４に設定される時間の調整と上
記基準原点位置の微調整によって、テーブル３を基準原
点位置に正確に停止させるように調整が行われる。

ところで、上述の如き従来の位置決め装置においては、
位置検出用に用いられるリミットスイッチ１１が、各種
の加工油や作動油のオイルミストによって接点不良等の
故障を頻発し易く長時間の使用に耐えられず、位置決め
制御の信頼性を低下せしめる原因となっている。

また、タイマー回路１４を利用して所定時間を以ってテ
ーブル３の移動量を決めているので、機械系の慣性変化
や摺動面の摩擦抵抗の変化によって、位置決めの確度や
信頼性に欠けるという問題点がある。

さらにリミットスイッチ１１やタイマー回路１４等の高
価な構成要素を必要とするので、装置のコストダウンが
困難である。

そこで、本考案は、上述の如き問題点に鑑み、簡単な構
成で正確な位置を可能にするとともに、長寿命で信頼性
の高い位置決め装置を提供するものである。

以下、本考案について、一実施例を図面に従い詳細に説
明する。

第２区に示す実施例は、機械本体１に設けたガイドレー
ル２に沿って往復動自在なテーブル３の送り操作用の送
りネジ４を直流モータ５の回転軸に連結し、上記テーブ
ル３の送り操作を直流モータ５の駆動により電気的に制
御するようにした上述の自動工作機械１０に本考案を適
用したものである。

従って、この実施例において、上述の第１図に示した自
動工作機械１０における構成要素と同一な部分について
は共通符号を用いて説明する。

この実施例において、デッドストッパ７には、テーブル
３の移動方向に貫通穴２１が形成されており、該貫通穴
２１にスピンドル２２が挿通されている。

このスピンドル２２は、上記デッドストッパ７の貫通穴
２１に配設した軸受部２３によって、テーブル３の移動
方向に移動自在に軸受けされている。

また、上記スピンドル２２は、その軸方向の中途部分に
外向きフランジ２２ａが設けられているとともに、該フ
ランジ２２ａに一端が係止された圧縮コイルバネ２４が
装着されており、該圧縮コイルバネ２４の弾性力によっ
て、該スピンドル２２の先端側測定端２２Ａがデッドス
トッパ７の当接面７ａよりも突出した状態に弾性的に付
勢されている。

上記スピンドル２２の他端側には、発磁体２５が配設固
定されている。

そして、この発磁体２５からの信号磁界を検出する磁気
センサ・ヘッド２６が該発磁体２５の近傍に対向配設さ
れたシールドケース２７によって、上記スピンドル２２
の他端側か覆われている。

なお、上記スピンドル２２の軸受部２３は、図示しない
がオイルシール構造となっており、上記シールドケース
２７の内部が密閉された空間となるようにしである。

上記磁気センサ・ヘッド２６は、検出回路３１に接続さ
れており、その検出出力信号が制御回路３２に供給され
ている。

上記制御回路３２は、それぞれ差動増幅器にて構成−た
第１および第２のレベルコンパレータ３３Ａ、３３Ｂと
、各コンパレータ３３Ａ、３３Ｂに基準電圧Ｖ−＝Ｖ。

を供給する第１および第２の基準電圧発生器３４Ａ、３
４Ｂとから構成されており、第１のレベルコンパレータ
３３Ａにより得られる減速信号と、第２のレベルコンパ
レータ３３Ｂにより得られる停止信号とを直流モータ５
の駆動回路８に供給している。

上述の如き構成の実施例において、磁気センサ・ヘッド
２６は、例えば強磁性磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗
素子等にて形成されており、スピンドル２２の軸方向の
移動による発磁体２５の位置に応じて第３図に示すよう
なアナログ電圧の検出出力信号を出力するアナログ変位
変換器を構成している。

第３図において、Ｘｏはテーブル３がデッドストッパ７
の当接面７ａに当接した位置すなわち基準原点位置を示
しており、この基準原点位置Ｘ。

では上記検出回路３１を介して得られる磁気センサ・ヘ
ッド２６からの検出出力信号はＶｏ［ｖ）であり、上記
デッドストッパ７の当接面７ａからテーブル３が離れる
に従って上記検出出力信号が漸増し、上記テーブル３が
スピンドル２２の測定端２２Ａから離れた状態ではＶｃ
（ｖ、ｌなる電圧の検出出力信号を得ている。

そして、制御回路３２では、第１の基準電圧発生器３４
ＡからのＶ、（ｖ）なる基準電圧と上記検出出力信号と
を第１のレベルコンパレータ３３Ａによってレベル比較
することにより、上記スピンドル２２が完全に突出した
状態の位置Ｘ。

と基準原点位置Ｘ０との中途の位置ＸＡを検出して信号
レベルが変化する第４図Ａに示す如きの減速信号を得て
いる。

また、第２のレベルコンパレータ３３Ｂは、第２の基準
電圧発生器３４Ｂからの■。

〔ｖ〕なる基準電圧と上記検出出力信号とをレベル比較
することによって、基準原点位置ＸＯで信号レベルが変
化する第４図Ｂに示す如きの停止信号を得ている。

従って、上述の如き実施例において、テーブル３がデッ
ドストッパ７に向って送られて来て、スピンドル２２の
測定端２２Ａに当接して位置Ｘ。

に達すると、制御回路３２の第１のレベルコンパレータ
３３Ａから減速信号が駆動回路８に供給されることによ
り、該テーブル３の送り速度が減速される。

そして、さらにテーブル３が移動して基準原点位置Ｘ０
に達すると、制御回路３２の第２のレベルコンパレータ
３３Ｂからの停止信号によって駆動回路８は直流モータ
５の駆動を停止するので、上記テーブル３がデッドスト
ッパ７の当接面７ａに緩やかに当接し基準原点位置Ｘｏ
にて停止する。

なお、この場合、上記停止信号は、スピンドル２２の先
端すなわち測定端２２Ａがデッドストッパ７の当接面７
ａに対して、面一あるいは若干前方位置までテーブル３
によって押込れたら発生されるように制御回路３２の動
作設定をしておく。

なお、上記磁気センサ・ヘッド２６として強磁性磁気抵
抗効果を利用した磁気抵抗素子を用いる場合には、一般
に零出力レベルが周囲温度に対して安定しているので、
■。

≠０■とするように設定すれば、高精度の位置決めを行
うことができる。

また、工作機械１０の慣性によっては、さらに上記各位
置Ｘ０．ＸＡの中間位置ＸＢで第２の減速信号を発生さ
せ、直流モータ５の回転をさらに減速させるようにして
も良い。

なお、上記第１のレベルコンパレータ３３Ａにより得ら
れる減速信号の発生位置は、第１の基準電圧発生器３４
Ａによる基準電圧ＶＡを可変することにより任意に設定
することができる。

また、同様に停止信号の発生位置も、第２の基準電圧発
生器３４Ｂによる基準電圧ｖ０の調整あるいはスピンド
ル２２に配設した発磁体２５の位置を機械的に調整する
ことにより任意に設定することができる。

なお、上述の実施例において、制御回路３２に第３のレ
ベルコンパレータを配設して示すように基準原点位置Ｘ
。

を含む所定範囲Ｔ。を示す第４図Ｃに示すような定位置
区間信号を得るようにして、該定位置区間信号により表
示手段や警報手段等を作動させるようにすればデッドス
トッパ７の当接面７ａとテーブル３との間にゴミ等が介
在して該テーブル３が基準原点位置Ｘｏに正しく停止し
ないような場合に作業者に知らせることも可能である。

また、上述の実施例では、磁気センサ・ヘッド２６によ
るアナログ変位変換器を利用したが、差動トランス、抵
抗形ポテンショメータや容量形ポテンショメータ等の各
種の動作原理に基づいたセンサを用いてアナログ変位変
換器を構成しても良いことは言うまでもない。

上述の実施例の説明から明らかなように、本考案によれ
ば、工作機械等における送り機構の可動部に機械的に当
接する位置決めストッパを有する位置決め装置において
、上記可動部を駆動する駆動手段と、上記可動部が当接
されることにより変位されるスピンドルと、該スピンド
ルの変位に応じて信号レベルが変化するアナログ検出信
号を出力するアナログ変位変換器と、該アナログ変位変
換器にて得られるアナログ検出信号の信号レベルを基準
信号レベルと比較して減速信号および停止信号を出力す
る制御回路とを備え、上記減速信号および停止信号によ
り上記駆動手段の動作を制御して、送り機構の可動部が
位置決めストッパに当接した状態で停止せしめるように
構成したことを特徴とする工作機械等における送り機構
の位置決め装置としたことにより、工作機械の慣性や摩
擦抵抗等の個々の特性を考慮して被送り物の位置に応じ
た減速信号、停止信号が得られ、位置決め制御を行うこ
とができるので、簡単な構成で正確な位置決めが可能で
あり、しかも、電気接点等の機械的なスイッチを用いな
いので故障が少なく長寿命で信頼性の高い位置決め装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の位置決め装置を備える自動工作機械の構
成を示す模式的な説明図である。 第２図は本考案に係る位置決め装置を備える自動工作機
械の一実施例を示す模式的な説明図である。 第３図は上記実施例において適用したアナログ変位変換
器の検出出力特性を示す特性線図である。 第４図は上記実施例の動作を説明するための信号波形図
である。 １・・・・・・機械本体、２・・・・・・ガイドレール
、３・・・・・・テーブル、４・・・・・・送りネジ、
５・・・・・・直流モータ、７・・・・・・デッドスト
ッパ、７ａ・・・・・・当接面、８・・・・・・駆動回
路、１０・・・・・・自動工作機械、２２・・・・・・
スピンドル、２２Ａ・・・・・・測定端、２３・・・・
・・軸受部、２４・・・・・・圧縮コイルバネ、２５・
・・・・・発磁体、２６・・・・・・磁気センサ・ヘッ
ド、３１・・・・・・検出回路、３２・・・・・・制御
回路、３３Ａ、３３Ｂ・・・・・・レベルコンパレータ
、３４Ａ、３４Ｂ・・・・・・基準電圧発生器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 工作機械等における送り機構の可動部に機械的に当接す
   る位置きめストッパを有する位置決め装置において、上
   記可動部を駆動する駆動手段と、上記可動部が当接され
   ることにより変位されるスピンドルと、該スピンドルの
   変位に応じて信号レベルが変化するアナログ検出信号を
   出力するアナログ変位変換器と、該アナログ変位変換器
   にて得られるアナログ検出信号の信号レベルを基準信号
   レベルと比較して減速信号および停止信号を出力する制
   御回路とを備え、上記減速信号および停止信号により上
   記駆動手段の動作を制御して送り機構の可動部が位置決
   めストッパに当接した状態で停止せしめるように構成し
   たことを特徴とする工作機械等における送り機構の位置
   決め装置。