JP2011031368A - Tool cutting edge detection device and machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、立形旋盤等の工作機械に設けられ、工具の刃先位置を検出して工具補正値を設定するために用いられる工具刃先検出装置と、当該装置を搭載した工作機械とに関する。 The present invention relates to a tool edge detection device that is provided in a machine tool such as a vertical lathe and that is used to detect the position of a tool edge and set a tool correction value, and a machine tool equipped with the apparatus.
立形旋盤や門形マシニングセンタ等の工作機械においては、工具やチップを交換した際、刃物台や主軸に取り付けられた工具の刃先位置を検出して、予め得た基準工具の刃先位置と比較する作業が行われる。両者の刃先位置に差があれば、当該差から工具補正値を算出し、算出した工具補正値に基づいて加工プログラムを補正するためである(例えば特許文献1)。 In a machine tool such as a vertical lathe or a portal machining center, when the tool or tip is replaced, the tool tip position of the tool attached to the tool post or spindle is detected and compared with the reference tool tip position obtained in advance. Work is done. This is because if there is a difference between the two blade edge positions, a tool correction value is calculated from the difference, and the machining program is corrected based on the calculated tool correction value (for example, Patent Document 1).
ところで、大型のワークを加工する立形旋盤等では、刃先位置の検出の度にいちいちワークをテーブルから降ろすと時間や労力が掛かるため、ワークをそのままにして刃先が検出ができるように、加工室内でワークと干渉しないスペースに工具刃先検出装置が設置されている。しかし、図5に示すように、ラム20に取り付けられる内径加工用の工具(以下「内径工具」という。)21と外径加工用の工具(以下「外径工具」という。)22とでは工具の向きが相反するため、ワークWと加工室の横壁23との間に形成されるスペースの中央にタッチセンサ24を設置して、内径工具21と外径工具22との刃先を夫々X軸方向で相反する側からタッチセンサ24の検出面25,25に接触させることになる。従って、中央のタッチセンサ24の左右にラム20が進入可能となる広いスペースが必要となって加工室が大型化し、延いては機械全体の大型化に繋がってしまう。かといってスペースをX軸方向に縮小すると、図6に示すようにラム20及び内径工具21との干渉を回避するためにワークWの形状に制限を受ける(二点鎖線W1部分にワークが位置できない)ことになる。
By the way, in vertical lathes that process large workpieces, it takes time and labor to remove the workpiece from the table each time the cutting edge position is detected, so that the cutting edge can be detected without removing the workpiece. The tool edge detection device is installed in a space that does not interfere with the workpiece. However, as shown in FIG. 5, the inner diameter machining tool (hereinafter referred to as “inner diameter tool”) 21 and the outer diameter machining tool (hereinafter referred to as “outer diameter tool”) 22 attached to the
そこで、本発明は、ワークの形状に制限を受けることなく省スペースで内径工具及び外径工具の検出が行える工具刃先検出装置及び工作機械を提供することを目的としたものである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a tool edge detecting device and a machine tool capable of detecting an inner diameter tool and an outer diameter tool in a space-saving manner without being limited by the shape of a workpiece.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、工作機械に搭載され、加工室内で工具の刃先位置を検出する接触式のセンサを備えた工具刃先検出装置であって、少なくともX軸方向の検出面を有する一対のセンサを、X軸方向に所定間隔をおいて配置した一対のアームの先端に、検出面が相対向するように別々に配置して、各アームを、加工室内に突出してセンサを刃先の検出位置に保持する突出位置と、加工室内からセンサを退避させる退避位置との間で夫々独立して移動可能に設けたことを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1の構成において、何れか一方のセンサを突出位置に保持して刃先位置を検出する際には、他方のセンサが突出位置で工具と干渉するように一対のアームの間隔をX軸方向で狭めたことを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2の構成において、センサの一方がワークの内径加工用工具の検出用、他方がワークの外径加工用工具の検出用であることを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、工作機械であって、請求項1乃至3の何れかに記載の工具刃先検出装置を、加工室にセットされる最大径のワークと加工室の横壁との間で両アームが突出可能な位置に搭載したことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention described in
According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, when one of the sensors is held at the protruding position and the blade edge position is detected, the other sensor interferes with the tool at the protruding position. The distance between the pair of arms is narrowed in the X-axis direction.
The invention according to claim 3 is characterized in that, in the configuration of
In order to achieve the above object, a fourth aspect of the present invention is a machine tool, wherein the tool edge detecting device according to any one of the first to third aspects is set in a workpiece having a maximum diameter set in a processing chamber. The arm is mounted at a position where both arms can project between the machine wall and the lateral wall of the processing chamber.
請求項1及び4に記載の発明によれば、工具刃先検出装置を加工室の横壁に極力近づけて設置できる上、刃先位置の検出の際には必要なセンサに係るアームのみを左右片側で突出させれば足り、狭いスペースでも支障なく内径工具及び外径工具の検出が行える。従って、省スペースで工具刃先検出装置が設置でき、ワークの形状に制限を受けることもなくなる。
請求項2に記載の発明によれば、請求項1の効果に加えて、アームの間隔が最小限に設定可能となってより省スペースとなる。
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2の効果に加えて、一対のセンサを工具に応じて合理的に使い分け可能となる。
According to the first and fourth aspects of the present invention, the tool edge detection device can be installed as close as possible to the lateral wall of the machining chamber, and only the arm related to the necessary sensor protrudes on the left and right sides when detecting the edge position. It is enough to detect the inner diameter tool and the outer diameter tool without any trouble even in a narrow space. Therefore, the tool edge detection device can be installed in a small space, and the shape of the workpiece is not limited.
According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the space between the arms can be set to the minimum, and the space can be saved.
According to invention of Claim 3, in addition to the effect of
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、立形旋盤に設けられる工具刃先検出装置の一例を示す斜視図である。まず立形旋盤は、ベッド上に立設したコラムの前面に、左右方向で水平なクロスレールを上下方向へ移動可能に架設し、クロスレールの前面に、左右方向(X軸方向)へ移動可能なサドルを設け、そのサドルの下方に、下端に工具を装着可能なラムが、上下方向(Z軸方向)へ移動可能に設けられる周知の構成となっている。工具刃先検出装置1は、ベッド上に形成される加工室の後壁10に設けられる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a tool edge detecting device provided on a vertical lathe. First, the vertical lathe is installed on the front of the column standing on the bed so that a horizontal cross rail can be moved in the vertical direction, and can be moved in the horizontal direction (X-axis direction) on the front of the cross rail. A saddle is provided, and a ram capable of mounting a tool at the lower end is provided below the saddle so as to be movable in the vertical direction (Z-axis direction). The tool
工具刃先検出装置1は、加工室の後壁から前方へ箱状に突出して図示しないモータやギヤ等を内設する駆動機構部2を有し、駆動機構部2の左右の側面に、一対のアーム3,3(但し、左右で区別する必要がある場合は3A(右側)、3B(左側)のように符号A,Bを付す。他の構成部についても同様とする。)を備えている。このアーム3は、駆動機構部2の制御により、図2(A)(B)に示すように、前方へ略水平に突出する突出位置と、上方へ略垂直に突出する退避位置との間を夫々単独で旋回可能となっている。
The tool blade
5は、アーム3の先端に形成した載置面4に立設され、アーム3の突出位置で鉛直方向となるタッチセンサで、このタッチセンサ5は、右側のタッチセンサ5Aが内径工具の検出用、左側のタッチセンサ5Bが外径工具の検出用となっている。また、タッチセンサ5Aの左側面(X軸マイナス方向)及び上面(Z軸マイナス方向)には刃先の検出面6A,7Aが夫々設けられ、タッチセンサ5Bの右側面(X軸プラス方向)及び上面(Z軸マイナス方向)には刃先の検出面6B,7Bが夫々設けられている。
Reference numeral 5 denotes a touch sensor which is erected on the
一方、後壁10におけるアーム3,3の上側には、アーム3の退避位置でタッチセンサ5を含む載置面4が嵌合する嵌合窓11,11が形成されて、タッチセンサ5を使用しないアーム3の退避位置では、図1のように載置面4及びタッチセンサ5が嵌合窓11に収納されて加工室内に露出しないようになっている。
また、工具刃先検出装置1は、ベッド上のチャックに最大径のワークをセットしたまま刃先の検出が行えるように、加工室の右側の横壁寄りに設けられて、何れのアーム3を突出位置に移動させても、ワークと横壁との間に突出するようになっている。
On the other hand, on the upper side of the arms 3 and 3 on the
Further, the tool blade
具体的に説明すると、図3(A)に示すように、右側のアーム3Aは加工室の横壁12に近接するように設置されている。これにより、内径工具14を装着した立形旋盤のラム13を、最大径のワークWと横壁12との間のスペースS内でタッチセンサ5Aの左側へ進入させて、内径工具14の刃先15が検出面6Aに対向する待機位置に位置させることができる。
一方、図3(B)に示すように、左側のアーム3Bは、ワークWに近接するように設置されている。これにより、外径工具16を装着したラム13を、スペースS内でタッチセンサ5Bの右側へ進入させて、外径工具16の刃先17が検出面6Bに対向する待機位置に位置させることができる。
More specifically, as shown in FIG. 3A, the
On the other hand, as shown in FIG. 3B, the left arm 3 </ b> B is installed so as to be close to the workpiece W. As a result, the
ここで、左右のアーム3A,3Bの間隔は、両者が突出した状態ではラム13が進入できない距離、すなわち、一方のタッチセンサ5を使用する場合は、待機位置の工具が他方のタッチセンサ5と干渉するようにX軸方向に狭くなる距離で設定されている。しかし、図3のように他方のアーム3を退避位置に移動させれば、スペースSの片側(同図(A)ではワークW側、同図(B)では横壁12側)を開放できるため、当該干渉を防ぐことができる。
Here, the distance between the left and right arms 3 </ b> A and 3 </ b> B is the distance that the
以上の如く構成された工具刃先検出装置1による工具刃先の検出工程を具体的に説明する。
まず、内径工具14の刃先15を検出する場合、右側のアーム3Aを突出位置に、左側のアーム3Bを退避位置に夫々移動させて、図3(A)のようにラム13をアーム3Aの左側の待機位置へ移動させる。そして、ラム13をX軸プラス方向へ移動させて刃先15をタッチセンサ5Aの検出面6Aに当接させる。すると、タッチセンサ5Aから検出信号が出力され、このときの機械原点の位置データと、予め基準工具を当接させたときの位置データとに基づいて、数値制御装置が工具補正値を算出し、加工プログラムを補正することになる。
The tool edge detection process by the tool
First, when detecting the
一方、外径工具16の刃先17を検出する場合、左側のアーム3Bを突出位置に、右側のアーム3Aを退避位置に夫々移動させて、図3(B)のようにラム13をアーム3Bの右側の待機位置へ移動させる。そして、ラム13をX軸マイナス方向へ移動させ刃先17をタッチセンサ5Bの検出面6Bに当接させる。すると、タッチセンサ5Bから検出信号が出力され、このときの機械原点の位置データと、予め基準工具を当接させたときの位置データとに基づいて、数値制御装置が工具補正値を算出し、加工プログラムを補正することになる。
こうして加工プログラムの補正が終わると、ラム13は加工の開始位置へ移動すると共に、突出位置のアーム3は退避位置へ移動して加工が行われる。
On the other hand, when detecting the
When the correction of the machining program is completed in this manner, the
このように、上記形態の工具刃先検出装置1及び立形旋盤によれば、検出面6,7を有する一対のタッチセンサ5,5を、X軸方向に所定間隔をおいて配置した一対のアーム3,3の先端に、検出面6が相対向するように別々に配置して、各アーム3を、加工室内に突出してタッチセンサ5を刃先の検出位置に保持する突出位置と、加工室内からタッチセンサ5を退避させる退避位置との間で夫々独立して移動可能に設けたことで、工具刃先検出装置1を横壁12に極力近づけて設置できる上、検出の際には必要なタッチセンサ5に係るアーム3のみをスペースSの片側へ突出させれば足り、狭いスペースSでも支障なく内径工具14及び外径工具16の検出が行える。従って、省スペースで工具刃先検出装置1が設置でき、ワークWの形状に制限を受けることもなくなる。
As described above, according to the tool
特にここでは、何れか一方のタッチセンサ5を突出位置に保持して刃先位置を検出する際には、他方のタッチセンサ5が突出位置で工具と干渉するようにアーム5,5の間隔をX軸方向で狭めたことで、アーム3,3の間隔が最小限に設定可能となってより省スペースとなる。
また、ここでは一方のタッチセンサ5Aをワークの内径工具14の検出用、他方の他方のタッチセンサ5Bをワークの外径工具16の検出用としているので、一対のタッチセンサ5,5を工具に応じて合理的に使い分け可能となる。
In particular, here, when one of the touch sensors 5 is held at the protruding position and the edge position is detected, the distance between the arms 5 and 5 is set so that the other touch sensor 5 interferes with the tool at the protruding position. By narrowing in the axial direction, the space between the arms 3 and 3 can be set to a minimum, thereby saving more space.
Here, one
なお、上記形態では、一対のアームの間隔を、何れか一方のタッチセンサで刃先位置を検出する際には他方のタッチセンサが工具と干渉するようにX軸方向で狭く設定しているが、図4に示すように、内径工具14と外径工具16との何れを装着した場合でもラム13が両タッチセンサ5A,5Bの間で待機位置へ進入できるようにアーム3,3の間隔を広く設定してもよい。この場合も、検出に用いない他方のタッチセンサ5を退避させることで、スペースSの片側を開放してスペースSを広く利用することができる。
In the above embodiment, the distance between the pair of arms is set narrow in the X-axis direction so that the other touch sensor interferes with the tool when the edge position is detected by one of the touch sensors. As shown in FIG. 4, the interval between the arms 3 and 3 is widened so that the
また、アームは、上記形態のような旋回タイプに限らず、後壁からY軸方向に直線移動させる案内機構を設けて、突出位置と退避位置との間を出没させるようにしてもよい。さらに、タッチセンサも上記形態に限らず、検出面がY軸方向にも設けられるものや、Z軸方向の検出面がないものであっても差し支えない。
そして、工具刃先検出装置は右側の横壁寄りに限らず、左側の横壁寄りに設置してもよい。勿論立形旋盤以外に門形マシニングセンタ等の他の工作機械にも本発明は適用可能である。
In addition, the arm is not limited to the swivel type as described above, and a guide mechanism that linearly moves from the rear wall in the Y-axis direction may be provided so that the arm can be projected and retracted between the protruding position and the retracted position. Further, the touch sensor is not limited to the above form, and the touch sensor may be provided with a detection surface also in the Y-axis direction or may have no detection surface in the Z-axis direction.
The tool edge detection device is not limited to the right side wall, but may be installed near the left side wall. Of course, the present invention can be applied to other machine tools such as a portal machining center in addition to a vertical lathe.
1・・工具刃先検出装置、2・・駆動機構部、3・・アーム、4・・載置面、5・・タッチセンサ、6,7・・検出面、10・・後壁、11・・嵌合窓、12・・横壁、13・・ラム、14・・内径工具、15,17・・刃先、16・・外径工具、W・・ワーク、S・・スペース。
1 .. Tool
Claims (4)
少なくともX軸方向の検出面を有する一対のセンサを、X軸方向に所定間隔をおいて配置した一対のアームの先端に、前記検出面が相対向するように別々に配置して、前記各アームを、前記加工室内に突出して前記センサを前記刃先の検出位置に保持する突出位置と、前記加工室内から前記センサを退避させる退避位置との間で夫々独立して移動可能に設けたことを特徴とする工具刃先検出装置。 A tool edge detection device equipped with a contact type sensor that is mounted on a machine tool and detects the position of an edge of a tool in a processing chamber,
A pair of sensors having at least a detection surface in the X-axis direction are separately arranged at the tips of a pair of arms arranged at a predetermined interval in the X-axis direction so that the detection surfaces face each other, and the arms Is provided so as to be independently movable between a protruding position that protrudes into the processing chamber and holds the sensor at a detection position of the cutting edge, and a retreat position that retracts the sensor from the processing chamber. A tool edge detection device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009182802A JP2011031368A (en) | 2009-08-05 | 2009-08-05 | Tool cutting edge detection device and machine tool |
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JP2009182802A JP2011031368A (en) | 2009-08-05 | 2009-08-05 | Tool cutting edge detection device and machine tool |
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Cited By (1)
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CN112621384A (en) * | 2019-09-24 | 2021-04-09 | 大隈株式会社 | Tool tip measuring device and machine tool |
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2009
- 2009-08-05 JP JP2009182802A patent/JP2011031368A/en active Pending
Cited By (3)
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CN112621384A (en) * | 2019-09-24 | 2021-04-09 | 大隈株式会社 | Tool tip measuring device and machine tool |
US11378379B2 (en) | 2019-09-24 | 2022-07-05 | Okuma Corporation | Tool cutting edge measuring device and machine tool |
CN112621384B (en) * | 2019-09-24 | 2024-06-07 | 大隈株式会社 | Tool nose measuring device and machine tool |
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