JPH01306155A - 工作機械の位置決め装置 - 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、工作機械の位置決め装置の改良に関する。

（従来の技術） 従来より、工作機械でワークを加圧する場合、ワークヘ
ッドに回転可能に支持されたワークを上記ワークヘッド
の送り動作によって工具ヘッド側に接近移動させること
により、該工具ヘッドに装置されたワーク加工用工具に
対し上記ワークを位置決めするようになされたものが知
られている。

ところが、上述の如く折角、工具に対しワークを位置決
めしても、多数のワークを連続的に加工している過程に
おいて、ワークヘッドを移動させるスクリュシャフトや
工具を回転可能に支持するベヤリング等が加熱されて熱
変形するため、工具とワークとの相対距離が変化し、工
具に対するワークの位置決めを精度良く行うことかでき
なくなるという問題かあった。

そこで、例えば特開昭５８−１３７５４５号公報に開示
されているように、工具ヘッド側に非接触変位計を、ワ
ークヘッド側にリニヤスケールをそれぞれ設け、これら
によって上記熱変形に起因する工具とワークとの相対距
離の変化を検出し、この検出値を基■設定値と比較して
ワークヘッドの送り苗を制御することにより、工具に対
するワークの位置決めを精度良く行うようにしたものが
提案されている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記の提案例のものでは、熱変形に起因する
工具とワークとの相対距離の変化を検出する検出器を工
具ヘッド側とワークヘッド側との双力に設けなければな
らず、装置全体の構造が１−（雉となり−Ｃ装置が大型
化するという問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたしのであり、その目
的とするところは、上述の如く熱変形に起因する工具と
ワークとの相対距離の変化を検出する検出器の構造を改
良することにより、１つの検出器でもって両者の柑λ・
Ｉ距離の変化を検出し得るようにし、装置全体の構造の
簡素化を図って装置のコンパクト化を達成せんとするこ
とにある。

（課題を解決するだめの手段） 上記の［］的を達成するため、本発明の解決手段は、ワ
ーク加工用工具が装むされた工具ヘッドと、ワークを回
転可能に支持し、上記モ具ヘッドに対し接離移動可能に
設けられたワークヘッドとを備えたに作機械において、
ワーク加工に際し、上記ワークを上記ワークヘッドの送
り動作によって工具ヘッド側に接近移動させることによ
り、上記工具に対しワークを位置決めする装置とし、か
つワー　り位置決め時、上記ワークヘッドの送り動作に
より工具ヘッド側に押圧移動せしめられる測定子を、上
記工具ヘッドとワークヘッドとの間にワーク送り方向へ
移動可能に位置せ【７める。さらに、」−記工具ヘッド
との相対距離を検出する非接触タイプの距離検出手段を
上記Ａｐ１定子の工具ヘッド側端部に設ける。また、上
記距離検出手段の検出信号に基づき上記ワークヘッドの
送り動作を位置決め制御する制御“手段を設けるように
する。

（作用） 上記の構成により、本発明では、ワーク位置決め時、１
．具ヘッドとワークヘッドとの間に位置ぜし、められた
測定子が上記→−クヘッドの送り動作により工具ヘッド
側に押圧移動せしめられ、」二記測定−ｒの工具ヘッド
側端部に設けられた非接触タイプの距離検出手段により
上記工具ヘッドとの相対距離が検出される。そして、こ
の距離検出手段の検出信号に基づき上記ワークヘッドの
送り動作か制御手段により位置決め制御され、上記上置
に対しワークが位置決めされる。

このことから、多数のワークを連続的に加工している過
程において、ワークヘッドを移動させるスクリュシャフ
トや工具を回転可能に支持するベヤリング等が加熱され
て熱変形することにより、上記工具とワークとの相対距
離が変化した場合においても、工具に対するワークの位
置決めが常に精度良く行われ、しかも、１つの距離検出
手段でもって両者の相対距離の変化が検出されるので、
装置全体の構造の簡素化が図られて装置のコンパクト化
か達成されることとなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の実施例に係る位置決め装置Ａを備えた
工作機械Ｂの概略構成を示し、１は該工作機械Ｂのベー
ス、２は該ベース〕」−の−側部（図で右側）にベース
１長手方向（図で左右方向）と直交する方向へ往復移動
可能に載置支持された工具台であって、該工具台２の上
面には工具ヘッド３が配置され、該工具ヘッド３には、
上記工具台２の移動方向と直交する方向に延びるワーク
加工用工具としてのカッタ４が図示しない回転駆動装置
によって高速回転可能に装むされている。

また、上記ベース１上の他端部（図で左側）にはワーク
台５がパルスモータよりなるワーク送り用モータ６によ
って上記工具台２の移動方向と直交する方向（図で左右
方向）へ送り移動可能に載置支持され、該ワーク台５の
上面には、ワークヘラド７が上記ワーク送り用モータ６
の作動により工具ヘッド３に対し接離移動可能に配置さ
れている。また、該ワークヘッド７には、例えばインボ
リュート曲線加工に（ｊ％　ＱられるワークＷがチャッ
ク８により前説可能に保持され、該ワークＷをワーク回
転用モータ９の作動によってその軸心回りつまりカッタ
４と平行な回転中心でもって低速回転させるようになさ
れている。

そして、このように（１１１成された工作機械Ｂてワー
クＷを切削加工するには、まず、ワーク台５をワーク送
り用モータ６の送り作動によって工具台２側に予め設定
された設定距離だけ接近移動させることにより、ワーク
Ｗを保持したワークヘッド７を送り移動させ、工具ヘッ
ド３に装置されたカッタ４に対し上記ワークＷを位置決
めする。次いで、上記ワーク送り用モータ６を送り作動
から加工作動に切り換えかつ上記ワークＷを回転させつ
つ、予め設定された加ニブログラムに基づき、上記ワー
クヘッド７を上記カッタ４に対し前進移動させながら、
該カッタ４を切込み作動させることにより、ワークＷに
対し所定の切削加工を行うようにする。

さらに、上記工作機械Ｂの工具台２には、本発明の特徴
としての位置決め装置Ａが配置されている。該位置決め
装置Ａは、第１図に拡大詳示するように、装置本体部を
構成する筒状の支持部材１０と、その後方にブラケット
１１により支持されて配置された旋回シリンダ１２とを
備えてなり、上記支持部材１０には、Ｌ字状の旋回アー
ム１３が上記カッタ４と平行に延びる基端側軸部１４を
嵌挿せしめてベアリング１５，１．５により回動可能に
支持されて配置され、上記基端側軸部１４はＬ記旋回シ
リンダ１２のピストンロッド１２ａ先端に筒状連結部材
１６にて一体的に連結されＣいる。

また、Ｌ記旋回アーム１３の先端側軸部１７の先端には
膨出筒部１８が形成され、該膨出筒部１８には、上記基
端側軸部１４と同じ方向に延びるロンド状の測定子１９
が上記工具ヘッド３のカッタホルダ部２４に対し接離移
動可能に嵌挿されている。また、上記膨出筒部１８内に
はコイルスプリング２０が縮装され、該コイルスプリン
グ２０は上記ＡＰｌ定子１９の拡径部１９ａを第１図で
左側ニ付勢して、δｐ＋定子１９のワークヘッド７側端
部を膨出筒部１８より突出せしめている。そして、ワー
クＷ位置決め時、上記旋回アーム１３を上記旋回シリン
ダ１２の作動によって、先端側軸部１７を上方に向けて
退避した第２図の状態から工具ヘッド３側に９０°だけ
傾けた第１図の状態へと旋回させることにより、上記ｉ
ｌｌ！１定子１９を工具ヘッド３とワークヘッド７との
間にワークＷ送り方向に移動可能に位置せしめるように
なされている。

また、この状態で、上記ワーク台５をワーク送り用モー
タ６の作動によって前進させることによるワークヘッド
７の送り動作により、上記チャック８に設けられた当て
金２１で上記測定子１９のワークヘッド７側端部を押圧
し、該測定子１９をコイルスプリング２０のばね力に抗
して工具ヘッド３側に押圧移動せしめるようになされて
いる。なお、上記測定子１９の拡径部１．９　ａには、
係合溝１９ｂが形成され、該係合溝１９ｂには、」二足
旋回アーム１３の膨出筒部１８に内向きに突設された係
合ピン２２が上記測定子１９の軸心回りの回動動作を規
制すべく摺動可能に係合せしめられていて、ワークＷ位
置決め時に、後述する距離センサ２３を上記光て金２１
に対向配置させるようになされている。

さらに、上記ＡｐＥ定子１９のＵ字状工具ヘッド３側端
部には、上記工具ヘッド３との相対距離を検出する、つ
まり工具ヘッド３との相対距離が予め設定された基準設
定値になったとき検出信号を発生する非接触タイプの距
離検出手段としての距離センサ２３が取り付けられてい
る。また、該距離センサ２３は、その検出信号発生時点
を加圧開始基準点とみなして上記ワーク送り用モータ６
に位置決め信号を出力するコントローラ２５に接続され
、上記距離センサ２３の検出信号を受けたコントローラ
２５の出力信号により、上記ワーク送り用モータ６を送
り作動から加工作動に切り換え、切削加工態勢を整える
ようになされている。つまリ、上記コントローラ２５に
より、」二記距雛センサ２３の検出信号に基づき上記ワ
ークヘッド７の送り動作を位置決め制御する制御手段が
（１１１Ｓ成されている。このように、距離センサ２３
を測定子１９のワークヘッド７側端部に設けずに工具ヘ
ッド３側端部に設け、ワークヘッド７側端部を当て金２
１に当接させるようにしたのは、ワークＷはカッタ４よ
りも低速回転であり、停止させるのに比較的時間がかか
らず作業効率上好ましいからであり、一方、カッタ４は
高速回転するため、距離センサ２３の配置を上記実施例
と逆にすると、測定子１９をカッタホルダ部２４に接触
させるためにカッタ４の回転を停止させるのに時間かか
かり作業効率が低下するからである。

したがって、上記実施例では、ワークＷの切削加工に際
し、測定子１つを旋回シリンダ１２の旋回作動により工
具ヘッド３とワークヘッド７との間に位置させた後、ワ
ークヘッド７をワーク送り用モータ６の送り作動によっ
て第１図仮想線の状態から実線の状態へと工具ヘッド３
側に接近移動させることにより、」二足測定子１９のワ
ークヘッド７側端部を当て金２１で押圧し、該測定子１
９を工具ヘッド３側に押圧移動させる。そして、距離セ
ンサ２３とカッタホルダ部２４との距離が加工開始距離
である基準設定値（位置決め距離）になると、このこと
を上記距離センサ２３により検出し、この距離センサ２
３の検出信号を受けたコントローラ２５の出力信号によ
り、上記ワーク送り用モータ６を送り作動から加工作動
に切り換えて切削加工態勢を整える。次いで、上記測定
子１９を旋回シリンダ１２の旋回作動により工具ヘッド
３とワークヘッド７との間から退避させた後、予め設定
された加ニブログラムに基づき、上記ワークＷをワーク
回転用モータ９の回転作動により回転させつつ上記ワー
クヘッド７をワーク送り用モータ６の加工作動により前
進移動させながら、カッタ４を切込み作動させることに
より、上記ワークＷに対し所定の切削加工を行う。

このことから、多数のワークＷを連続的に加工している
過程において、ワークヘッド７を移動させるスクリュシ
ャフトや工具を回転可能に支持するベヤリング等が加熱
されて熱変形することにより、上記カッタ４とワークＷ
との相対距離が変化した場合においても、カッタ４に対
するワークＷの位置決めを常に精度良く行い得、しかも
、１つの距離センサ２３でもって両省の相対距離の変化
を検出し得るので、装置全体の構造の簡素化を図って装
置のコンパクト化を達成することができる。

なお、上記実施例では、ワークヘッド７を距離センサ２
３と工具ヘッド３（ホルダ部２４）との相対距離が予め
設定された基準設定値になるまで送り移動させ、設定距
離になった際に加工開始基準点に達したものとみなして
このことを上記距離センサ２３で検出するようにしたが
、これに限らず、例えば上記ワークヘッド７を設定プロ
グラムに基づいて送り移動させ、このときの距離センサ
２３と工具ヘッド３（ホルダ部２４）との相対距離を距
離センサ２３で検出（測定）し、この検出値と基準設定
値との誤差を補正するようコントローラ２５でワークヘ
ッド７の送り動作を位置決め制御するようにすることも
採用可能である。

（発明の効果）。

以上説明したように、本発明によれば、工作機械でワー
クを加工する際、ａｌｌｌｌｌｌ玉子ヘッドとワークヘ
ッドとの間にワーク送り方向へ移動可能に位置せしめた
状態で、上記ワークヘッドの送り動作により工具ヘッド
側に押圧移動させ、上記測定子の工具ヘッド側端部に設
けられた非接触タイプの距離検出手段で上記工具ヘッド
との相対距離を検出し、該距離検出手段の検出信号に基
づき上記ワークヘッドの送り動作を制御手段で位置決め
制御するようにしたので、１つの距離検出手段でもって
両者の相対距離の変化を検出し得、装置全体の構造の簡
素化を図って装置のコンパクト化を達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は工作機械の位置
決め装置部分を拡大して示す断面平面図、第２図は工作
機械の概略構成図である。 ３・・・工具ヘッド、４・・・カッタ（工具）、７・・
・ワ−クヘッド、１９・・・Ａｌ１１定子、２３・・・
距離センサ（距離検出手段）、２５・・・コントローラ
（制御手段）、Ａ・・・位置決め装置、Ｂ・・・工作機
械、Ｗ・・・ワーク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワーク加工用工具が装着された工具ヘッドと、ワ
   ークを回転可能に支持し、上記工具ヘッドに対し接離移
   動可能に設けられたワークヘッドとを備えた工作機械に
   おいて、ワーク加工に際し、上記ワークを上記ワークヘ
   ッドの送り動作によって工具ヘッド側に接近移動させる
   ことにより、上記工具に対しワークを位置決めする装置
   であって、ワーク位置決め時、上記工具ヘッドとワーク
   ヘッドとの間にワーク送り方向へ移動可能に位置せしめ
   られ、上記ワークヘッドの送り動作により工具ヘッド側
   に押圧移動せしめられる測定子と、該測定子の工具ヘッ
   ド側端部に設けられ、上記工具ヘッドとの相対距離を検
   出する非接触タイプの距離検出手段と、該距離検出手段
   の検出信号に基づき上記ワークヘッドの送り動作を位置
   決め制御する制御手段とを備えてなることを特徴とする
   工作機械の位置決め装置。