JPS63283846A - 工具刃先径測定方法 - 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　工具刃先径測定方法に関し、特に機械上にお
ける主軸に装置された工具の刃先径を、機械の動きを利
用して、あら刀）しめメモリーされπ差率工具径（呼び
径）に対し、主軸を逆転させた時の工具刃先の振れｍを
変位センサーを用いて測定する事で、実際の工具径の値
を求める事を行う工具刃先径測定方法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、工具刃先径を測定する方法の１つとして第７図−
人に示す方式かある。この方式は、回転、−合一に工具
とホルダを固定する部分と、工具刃先径を測定する１こ
めのタイセルゲージ−とこれを固定する合図及び、この
台−を移動さセる送りネジ−とハンドル旬、さらにこの
台に）の移動量をカウントする測長スケール−と表示器
間等から構成されている。

又、工具刃先径を測定する方法の他の１つとして、第７
図−Ｂに示す方式がある。この方式は、（ロ）転台鞄に
工具とホルタを１定する部分と、工具刃先径を測定する
Ｔこめの対向した接触板スライド１１）、ｔＪ及び、こ
の接触板スライドを連動して開閉させろう・１り＆ピニ
オ機構槽輪、さらに、この接触板スライドの移動量をカ
ウントする測定スケール碍と表示器−等ρ）ら構成され
ている。

次に動作について説明する。従来の方法の１つであるｆ
ｆ１７図−Ａで示した方式は、固定された工具−の刃先
に、台−をハンドル６７）を回転させて移動し、ダイセ
ルゲージ関の先端を接触させ、あらρ）しめ設定され１
こ０点までダイセルゲージの針が回転するまで、さらに
台輪を送り込む。このとき刃先がうまくダイセルゲージ
の先端に当たる様に工具（ロ）を回転させる。ま１こ、
このとき、多刃工具であれば工具を回転し、ダイセルゲ
ージ（ト）に接触させながら、径方向の振れが一番大き
くなる刃先を見つけて、このときのダイセルゲージ−の
針が、０点になる様に、ハンドル（ロ）を１転させて台
輪を移動させる。このときの工具中心からの移動量が台
輪に取りつけられた副長スケールで読み取られ、表示器
−に表示され、この値の倍が、求めろ工具刃先の径にな
る方式である。

又、従来の方法の他の１つである第７因篠で示した方式
は、工具−を回転台に固定し、接触板スライドβ刀１輪
をあらかじめ開いておき、工具−の刃先に接触する迄接
触板スライドＩ］）、−を閉じてヵ〉ら、工具（ロ）を
逆転させると、刃先が接触板スライドを押し開いて回転
し、接触板スライドが動かなくなる迄逆転させたときに
、この接触板スライドの開き量が、工具刃先の回転時の
最大径を与える事になるため、接触板スライドの両方が
完全に密着させ１こときをＯとして、接触板スライドの
片側移動量が、接触板スライドに取りつけられ１こ測定
スケールで読み取られ、表示器−６と表示され、この値
の倍が、求める工具刃先径になる方式である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第７図−Ａの方式が、従来−膜力であつ１こが、この方
式では、工具刃先点と、ダイセルゲージのプローブ先端
との合わせ方に人的羞が生じ、かつ−戸しη）接触しな
い１こめ、工具刃先の軸方向の接触位置決めの状態で工
具回転時ｆζおける工具刃先径の値が変化し、得られｒ
こ値も誤差が大きくなる。

さらに、この方式の測定は、機械上で工具が主軸に装着
された状態と異なる１こめ、本来の、この工具を用いた
加工で工具回転時の刃先回転径が得られない。特に、仕
上げ加工における工具径の精度の高い測定は、困難であ
るなどの問題点があった。

さらに、第７図−Ｂの方式では、機能上２つの接触板ス
ライドの機構をη）なり小さな力でもスライドする様に
しなければならないため、工具の回転数の大小で、接触
板スライドの受ける反力が変わり、正確に工具刃先に接
触板スライドが、接触せずに開きすぎになる傾向がある
。又、第７図−人の方式と同じく、この方式での測定で
は、機械上で工具が主軸に装着された状態と異なるため
、実際の加工時の工具回転時における刃先回転径が正確
に得られないなどの問題点があつ１こ。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れＴこもので、機械上で容易Ｃζ、実際の加工と同じ対
象工具を主軸に装置した状態で、工具回転時の刃先径を
精度良く測定できるとともに、測定値をデジタル変換し
て、Ｎ（３装置等の機械制御装置に伝送し工具径オフセ
ード値として活用でき、さらに、測定そのものも自動で
行なえる様ｈａプログラム等で指示できる工具刃先径測
定装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決する１こめの手段〕 この発明に係る工具刃先径測定装置は、機械テーブル上
の定位置に固定され、可動板の位置座標点へ主軸につい
た回転工具の外径を接触させ、工具に８０〜（ｉＱｒｐ
ｍ程度の低速逆転回転を与え、工具刃先の接触点の変化
で、可動板が周期振動する様ｉζばねで可動板をスライ
ドさせるスライ々−に予圧を与えるとともに、この周期
振動の変化を一定の空間変位としてとらえて、直線性の
高い変位セン廿−を可動板と対面させて固定し、その窒
間変位鳳を検出し、これを増巾、Ａ／Ｄ変換を行ない、
その最小値をホールドすることで工具偏応鳳を逆算し、
この値をあら力〉しめメモリーに記憶させている工具半
径の呼び径に加算又は減算して、真の工具径が求まる。

ＣらＣζしたものである。

〔作用〕

この発明における工具刃先径測定方法は、回転工具刃先
に可動板を接触させるにめＣζはねを用いて予圧を与え
、常に刃先の回転時の勲きを忠実に再現させ、この動き
をさらに、慣気信号として精ｖ９く変換するＴこめ、直
線性の高い変位センサを用い可動板のアナログ反対側Ｃ
ζ一定の空間を設けて固定し、この空間変位に応じた♀
圧出力を得る。

さらに、この出力を絶縁増巾させ、Ａ／Ｄ変換にょｈデ
ジタル化し、τ、か小値ホールド処理で空間変位として
基準値ｙ位置１ｉｔからの変化の最大値を得る。こわが
、工具偏芯欺であり、この値を被測定工具の公称値、即
ち、呼び半径値に那算ヌは減算処理をして、工具半径の
実際値とする。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例として、工具刃先径測定方法ｌζおい
τ用いＣ−れる工具刃先径測定装置を第１図にホす。第
１図において、（１）はＮｏ工作機械主軸、（２）は工
具刃先径測定装置である。さらに（３）は工具ホルタ−
１ζ装着された工具、（５）はＮｏ工作機械テーブル、
（６）はサーホモータ、（７）はボールネジ、＠は数値
制御装置、■は移動指令、工具径基ｊ値が打ち抜かれて
いる紙テープ、翰は移動指令、工具径等をマニュアルで
キーインするキーホード、四が、基醜デ　タを保持する
メモリである。

工具刃先径測定装置（２）には、工具刃先振れ検出器（
４）、その中にある変位センサ（８）、璽流穿圧変換回
路（９）、その較正回路＠と零卵整用可変抵抗αＱ、直
線性勾練性整用可変抵抗αＶ、絶縁増巾回路（至）、そ
の軟性回路Ｑｅと零調整用可変抵抗０４、血縁性勾配調
整用可変抵抗ａ９、Ａ／Ｄ変換器αη、ボトムホールド
回路（至）、２進値変換回路ａ９、及びＬ１０出カケ−
プル［、Ａ／Ｉｎ’換スタート入カケ−プル艶か設けら
れている。

工具刃先振れ検出器は、玉軸に装着され１こ工具（３）
のｎ転時の振れ変位を刃先に検出板（財）を接触させろ
事で、変位センサー（８）にて検出し、渦電流値の変化
として出力し、この出力量は、（９）の才流市圧変換回
路を経由してさらに、ノイズ遮断を行ない出力を増巾さ
せる絶縁増巾回路Ｑ３を経て、αりのＡ／Ｄ９換器に入
る。さらに、（ト）は、この変位量の最小値をホールド
するボトムホールド回路、その後に、２進データとして
変換する２進変換回路α飢出カケ−プル（７）とＡ／Ｄ
変換起動信号を受ける入カケープル（至）が、Ｑ７）の
Ａ／ｌ）変換器に接続されている。

第４図−Ａに示される様に、主軸（１）に装着されｙ、
＝工具（３）を、原戸−η〉ら中間点−を経由して早送
す速度（４！１で、アプローチボイシトーへ位置決めし
基醜位置変位点＠ηへ、微速（７）で位置決めする。な
お、ｉｓ斐位量５１Ｊは、変位センサーのフルスケール
の１／２とする。この状態が、Ｉａ１図Ｅζ示され１こ
もの７’あり、この位置から、主軸（１）を機械仕様の
最低速で逆転させこれに接触し１こ検出Ｊｆｙ、（ハ）
と可動板四が、゛周期振動をする。この工具刃先振れ検
出器（４）は、第２図に詳細が示されている様番ζ、工
具の刃先と面接接触する検出板とこれを固定している可
動板が、ローラスライドベース（至）に固定され、さら
に、反対の位置に同じベース士ｌζ固定され１こ基準板
翰があり、このローラスうイドベース（至）を、工具中
心方向へ予圧する１こめのばねＣ３ｚか設けである。従
って、工具刃先に接触し予圧がかかっ１こ状態で工具を
逆転させると刃先のＮｌ触点に倣って検出板（財）と可
動板（ハ）が動き、これがローラスライドベース（イ）
全体を振動させる事になる。この振動は、一般に工具刃
敬ｚと主軸回転数ｈｒｐｍで決定される周期’ｒｓｅｃ
を有す周期振動となる。こ」に の周期Ｔは、　　　で求められる。従って、ローＺ、Ｎ ラスライドベース（至）が、周期振動すると基鷹板（財
）と父位ヤンサ（８）との間の２２ｒｌ！ｌｌ距離が、
周期Ｔに対応して反比例し、工具刃先振れが最大となる
とき、変位センサ（３）の出力は最小となる。この工具
（３）が逆転し１こ時の、工具刃先振れ検出器（４）か
らの変位センサ（３）の出力は、渦電流の変化量である
から、これを１ｗ流市圧変換回路（９）に入力し、ｌ）
Ｏ＠圧量に変換する。Ｃの時の出力波形の例を第３図に
示してある。こＱ・例は、２枚方エンドミルの工具を担
］１定した時のものであり、２枚の刃先の回転中心から
の距離の差に比例した出力が観１１１１されこの変位の
最小値−と、呼び径値のときの基准刃先位置の変位量Ｑ
刀の１叫が、刃先の偏心量となる。しかし、変位歌圧ｊ
１＆は、数ｍｖであり、外部ノイズにＪ＃響され易くさ
ら６ζノイズ分を除去し、増巾するＴこめに絶縁増巾回
路側に接続し、増巾を行なり１こ後、Ａ／ｌ）ｉ換器α
ηにてデシダル値にし、ボトムホールド回路にて変位値
の最小値をホールドし、この値を２進１１ビ、・１ト列
に変換後、パーｙレルＵＭ／ＵＦＦ　　信号として数値
制御装置Ｃ２１）のマクロ入力インターフェース面に供
給される。この信号を受けて、ＮＯテープ（イ）まＴこ
は、キーボード翰から数値制御装置＆υのメモリ四に入
力され１こ工具呼び半径値に加算又は減算する処理をΔ
Ｃプログラムで組んでおき必要に応じて工具刃先径測定
装置（２）から、データを入力し主軸［ｇ１転中心に対
する工具刃先半径値を求めることができる。

なお、上記実施例では、工具刃先振れ検出器（４）の形
状が、角形であるが丸形でもよく、検出板（ハ）。

可動板（至）、基應板■が一体となつ１こ丸棒でスライ
ド部分にボールベアリング内蔵の円筒スライドを用いて
、上記実施例と同様の効果を奏する。

さらに、横形マシニングセンタ等の様に主軸が水平方向
についている工作機械に対しても、本検出器内のはね圧
を上げ、検出器を垂直に取りつけるブロー、り又は、台
を用いて行うことができ、上記実施例と同様の効果を奏
する。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、工具刃先の振れを第２
図のような検出器を用い変位量を無接触の安定し１こ変
位センサで検出し、さらに出力を増巾してデジタル化し
た事で、装置が従来のものより安価にでき、ま１こ、０
．００５ｆｆまでの測定精度が得られる。さらに、検出
器本体が、１００Ｘ５０Ｘ１００Ｈ程度の小形になり、
手軽に扱え、かつ機械上での実際の加工工具装着状態の
工具刃先径が測定できるｒコめ、実加工時での径補正値
としても信頼性の高いものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による工具刃先径測定装置
の機器構成及び、（ロ）略図、第２図は一実施例に用い
Ｔこ工具刃先振れ検出器の断面図、第８因は工具刃先径
測定装置の動作を説明するＴコめに用いられる、工具径
測定時の工具刃先振れ検出器の変位電圧出力波形内、第
４図−人、第４図−Ｂは、工具刃先径測定装置の動作を
説明するｒこめに用いられる工具位置決め径路図、第７
図−八、第７図−Ｂは、従来の工具刃先径測定方法を示
す機卵概念図である。 図において、（１）はＮｏ工作機械主軸、（２）は工具
刃先径測定装置、（３）は工具ホルダに装置されｆコニ
共、（５）はｈａ工作機械テーブル、（２）は数値制御
装置、翰は基准データを保持するメモリ、（４）は工具
刃先振れ検出器、（８）は変位センサ、（９）は市流市
圧変換回路、＠αＧは較正回路、ａ０α◆は零卵整可変
抵抗、Ｑｌ）ｔＸｊは直線性勾配調整用可変抵抗、αｈ
は騎変換器、（至）はボトムホールド回路、α４オ２進
値変換回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主軸に取付けられた回転工具の工具刃先に予圧をかけた
   可動板を接触させ、上記工具に逆転回転を与えて、その
   時の工具刃先の振れで動かされる上記可動板の動きを、
   直線性のある変位センサーで検出し、上記可動板と変位
   センサー間の空間距離に比例する出力値をデジタル変換
   し、その値の最小値をホールドして、あらかじめメモリ
   に記憶してある測定対象となる工具半径の呼称値に加算
   又は、減算させて工具刃先径の真値を求める事を特徴と
   する工具刃先径測定方法。